(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211079606.X (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 核工业西南物理研究院 地址 610000 四川省成 都市天府新区湖畔 路北段715号 (72)发明人 薛淼　郑国尧　薛雷　李佳鲜　 王硕　杜海龙　周月　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 张杨 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 评估等离子体环向转动对托卡马克混合运 行影响的方法 (57)摘要 本发明涉及等离子体物理技术领域， 公开了 一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运 行影响的方法， 包括： 基于托卡马克装置的参数 以及辅助加热能力设计相应的所述托卡马克装 置混合运行所需要的等离子体电流 Ip与纵场Bt； 设计所述托卡马克装置混合运行时所需要的中 性束注入系统与电子回旋波共振系统的参数； 将 所述初始中性束注入至所述托卡马克装置并做 集成模拟计算， 计算得到所述托卡马克装置混合 运行时的第一组运行参数； 调节注入至所述托卡 马克装置中的中性束的转矩， 计算所述托卡马克 装置混合运行时的第二组运行参数； 分析对比所 述第一组运行参数和第二组运行参数。 本发明能 够独立评估等离子体环向转动对托卡马克混合 运行的影响。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115422752 A 2022.12.02 CN 115422752 A 1.一种评估等离 子体环向转动对托 卡马克混合 运行影响的方法， 其特 征在于， 包括： S1、 设置初始条件； S2、 在所述初始条件下， 基于托卡马克装置的参数以及辅助加热能力设计相应的所述 托卡马克装置混合 运行所需要的等离 子体电流 Ip与纵场Bt； S3、 设计所述托卡马 克装置混合运行时所需要的中性束注入系统与电子回旋波共振系 统的参数， 以得到注入至所述 托卡马克装置的初始中性束与电子回旋波的相关参数； S4、 将所述初始中性束注入至所述托卡马克装置并做集成模拟计算， 计算得到所述托 卡马克装置混合 运行时的第一组运行参数； S5、 将所述中性束注入系统注入的完整正向的初始中性束 PNB分成注入方向相反、 切半 径、 注入角度以及快离子份额相同、 注入功率为初始中性束注入功率一半的第一中性束和 第二中性束； 所述第一中性束 PNB1的注入方向为完全正向， 所述第二中性束 PNB2注入方向为 完全反向， 且由欧姆电流弥补第二中性束反向驱动电流的损失； S6、 调节注入至所述托卡马克装置中的中性束的转矩， 以调节等离子体环向转动速度， 并计算得到所述 托卡马克装置混合 运行时的第二组运行参数； S7、 分析对比所述第一组运行参数和第二组运行参数， 得到不同等离子体环向转动对 所述托卡马克装置混合 运行的影响的结果。 2.根据权利要求1所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影响的方 法， 其特征在于， S3的具体步骤为： 通过集成模拟计算方法， 结合所述托卡马 克装置混合运行所需要的q剖面， 设计出所述 托卡马克装置 混合运行所需要的中性束注入系统与电子回旋波共振系统参数， 以得到注入 至所述托卡马克装置的初始中性束相关参数。 3.根据权利要求2所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影响的方 法， 其特征在于， 所述 集成模拟计算方法包括平衡、 输运、 辅助加热与电流驱动的集成计算。 4.根据权利要求2所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影响的方 法， 其特征在于， 所述初始中性束相关参数包括初始中性束注入的功率 PNB、 切半径和能量、 电子回旋波的功率 PEC、 频率与发射角度。 5.根据权利要求1所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影响的方 法， 其特征在于， 所述第一组运行参数和第二组运行参数均包括约 束改善因子 H98(y,2)、 归一 化比压βN、 极向比压 βp， 自举电流份额 fBS、 等离子体线平均密度、 等离子体储能 Wth、 能量约束 时间τe以及离子温度Ti 。 6.根据权利要求1所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影响的方 法， 其特征在于， S 6中， 通过调节第一中性束和第二中性束的注入功 率比例来调节注入至所 述托卡马克装置中的中性束的转矩。 7.根据权利要求6所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影响的方 法， 其特征在于， 所述第一中性束和第二中性束的注入功率的组合包括： PNB1=PNB ， PNB2=0； PNB1=3/4PNB， PNB2=1/4PNB； PNB1=1/2PNB， PNB2=1/2PNB； PNB1=1/4PNB， PNB2=3/4PNB；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115422752 A 2PNB1=0 ， PNB2=PNB。 8.根据权利要求2所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影响的方 法， 其特征在于， S6中， 在调节注入至所述托卡马克装置中的中性束的转矩时， 保持电子回 旋波加热与电流驱动的参数不变。 9.根据权利要求1所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影响的方 法， 其特征在于， 所述初始条件包括等离子体电子温度、 等离子体离子温度、 等离子体密度 剖面。 10.根据权利要求1 ‑9任一所述的一种评估等离子体环向转动对托卡马克混合运行影 响的方法， 其特 征在于， 还 包括： S8、 改变所述初始条件， 重复S2 ‑S7， 以得到在不同的初始条件下的不同等离子体环向 转动对所述托卡马克装置混合运行的影响的结果， 最后得到等离子体环向转动对托卡马克 装置混合 运行影响的综合分析 结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115422752 A 3