شماره ركورد
25785
شماره راهنما
NUC3 37
عنوان
اندازه گيري تخريب حاصل از تابش الكترونهاي گريزان روي اجزاي مجاور با پلاسما در توكامك دماوند
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي هسته اي- گداخت
دانشكده
علوم و فناوري هاي نوين
تاريخ دفاع
1405/01/23
صفحه شمار
203 ص .
استاد راهنما
محمدرضا عبدي , دكتر بنفشه پورشهاب
استاد مشاور
دكتر چاپار رسولي
كليدواژه فارسي
توكامك , ديواره اول , اجزاي مجاور با پلاسما , الكترون گريزان , برهمكنش
چكيده فارسي
الكترونهاي گريزان پديده قابل توجهي هستند كه در طول عملكرد يك توكامك رخ ميدهند و از ابتداي تحقيقات گداخت هسته¬اي به عنوان يك مشكل مطرح بوده¬اند. انتخاب مناسب مواد براي ساختار ديواره اول توكامك و اجزاي مجاور با پلاسما، به ويژه در توكامكهاي بزرگ مانند ايتر، به دليل رسوب انرژي الكترونهاي گريزان روي اين اجزا در طول رويدادهاي برخورد، كه منجر به انتقال حرارت شديد و آسيب مواد به شكل ذوب، خوردگي و شكستگي ميشود، بسيار اهميت دارد. اين الكترونهاي گريزان همچنين از طريق واكنشهاي هستهاي (γ, n) در توليد فوتونوترونها نقش دارند و مي¬توانند منجر به فعال شدن مواد شده و بنابراين نياز به كنترل از راه دور را ايجاد مي¬كنند. در اين پژوهش با بررسي جامع اثرات الكترونهاي گريزان بر ديواره اول و اجزاي مجاور با پلاسما از جنس تنگستن در توكامك، ميزان رسوب انرژي، اثرات ميدان مغناطيسي و عدم حضور آن بر روي مقدار انرژي رسوب¬يافته، اندازه شدت ميدان مغناطيسي، زاويه تابش الكترونها به ديواره اول و منحرف¬كننده، واكنش¬هاي رخدادي، سهم هر واكنش در رسوب انرژي، طيف رسوب انرژي كل و طيف رسوب انرژي ناشي از هر واكنش به طور كامل بررسي شده است. همچنين در ادامه با در نظر گرفتن طيف وسيعي از ضخامت¬هاي فلز تنگستن در محدوده بسيار گسترده¬اي از انرژي الكترونهاي برخوردي به هدف، انرژي از الكترون كه به ازاي آن بيشترين مقدار رسوب انرژي در هر ضخامت از تنگستن رخ مي¬دهد را بدست آورده طوريكه با دانستن ضخامت مورد نظر، مي¬توان انرژي از الكترونها كه دراين ضخامت بيشترين مقدار انرژي را به جاي مي¬گذارد را از قبل پيش بيني نمود. علاوه بر اين ميزان انعكاس و عبور انرژي ناشي از الكترونها، فوتون¬ها و نوترون¬ها در ضخامت¬هاي مختلف مورد ارزيابي و تحليل قرار گرفته است. همچنين رسوب انرژي الكترون گريزان، طيف رسوب و واكنش¬هاي رخدادي براي محدود¬كننده توكامك دماوند مورد بررسي و محاسبه قرار گرفته است. در ادامه الگوهاي حرارتي و انتقال حرارت در اثر رسوب انرژي الكترون گريزان در ديواره اول با جنس¬هاي تنگستن، استيل L316، و گرافيت كه مواد منتخب، جهت ماده متشكل ديواره اول توكامك هستند، محاسبه و مورد تحليل و بررسي قرار گرفت و در نهايت با انتخاب هدف از جنس اين مواد و با ابعاد مشابه لحاظ شده در شبيه-سازي، اين نمونه¬ها در توكامك دماوند طي 30 شات متوالي تحت پرتودهي قرار گرفتند و ميزان اثرات تخريبي ناشي از برخورد الكترونهاي گريزان بر اين مواد، مورد بررسي و تحليل قرار گرفته است.
كليدواژه لاتين
Tokamak , first wall , plasma facing components , runaway electron , interaction
عنوان لاتين
Measurement of damage caused by runaway electron radiation on the plasma facing components in Damavand Tokamak
گروه آموزشي
مهندسي هسته اي
چكيده لاتين
Runaway electrons are a significant phenomenon that occurs during the operation of a tokamak and have been a problem since the beginning of nuclear fusion research. The appropriate choice of materials for the structure of the first tokamak wall and the plasma-facing components is very important, especially in large tokamaks such as ITER, due to the deposition of energy from runaway electrons on the plasma-facing components during collision events, which leads to intense heat transfer and material damage in the form of melting, corrosion and fracture. These runaway electrons also contribute to the production of photoneutrons through nuclear reactions (γ, n), leading to the activation of materials and requiring remote control. In this study, by comprehensively investigating the effects of runaway electrons on the wall and tungsten plasma facing components in the tokamak, the amount of energy deposition, the effects of the magnetic field and its absence on the amount of deposited energy, the magnitude of the magnetic field intensity, the angle of incidence of electrons on the wall and the divertor, the occurring reactions, the contribution of each reaction to the energy deposition, the total energy deposition spectrum, and the energy deposition spectrum resulting from each reaction have been fully investigated. Also, by considering a wide range of tungsten metal thicknesses in a very wide range of electron energies impacting the target, the energy from the electron for which the highest amount of energy deposition occurs in each tungsten thickness has been obtained, so that by knowing the desired thickness, the energy from the electrons that leaves the highest amount of energy in this thickness can be predicted in advance. In addition, the amount of reflection and transmission of energy from electrons, photons, and neutrons has been evaluated and analyzed in different thicknesses. Also, the deposition of runaway electron energy, the deposition spectrum and the reactions that occur for the Damavand Tokamak limiter have been studied and calculated. In the following, the thermal patterns and heat transfer due to the deposition of runaway electron energy in the wall with tungsten, L316 steel, and graphite, which are the selected materials for the material of the tokamak wall, were calculated, analyzed, and examined. Finally, by selecting a target made of these materials and with similar dimensions considered in the simulation, these samples were irradiated in the Damavand Tokamak for 30 consecutive shots, and the extent of the destructive effects caused by the collision of runaway electrons on these materials was studied and analyzed.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
158359
نويسنده