J-TEXT等離子體破裂預(yù)測及破裂緩解系統(tǒng)研究.pdf

1、等離子體大破裂是托卡馬克裝置運行無法完全避免的災(zāi)難性事件，它會在極短時間內(nèi)釋放出等離子體儲存的能量，熱猝滅和電流猝滅可能會對裝置造成如下嚴(yán)重危害：極高的局部熱負(fù)荷、強電磁應(yīng)力和高能逃逸電流。因此，大破裂的預(yù)測、避免和緩解是高優(yōu)先級的研究課題，在J-TEXT托卡馬克上進(jìn)行破裂預(yù)測和緩解策略的研究，可以積累相關(guān)技術(shù)與經(jīng)驗，為其它裝置上的相關(guān)研究提供參考。
　　本文以J-TEXT破裂放電數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，首先分析J-TEXT等離子體破裂的主

2、要原因和可能的過程機制，然后將其分為幾種主要類型進(jìn)行研究。針對最重要的密度極限破裂類型，基于物理機制和破裂現(xiàn)象的分析，應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行多參數(shù)建模研究，對密度極限破裂進(jìn)行了系統(tǒng)研究。論文建立了包含多種密度極限相關(guān)診斷信號的優(yōu)化模型，測試發(fā)現(xiàn)該模型在提前5ms的情況下能預(yù)測近80％的密度極限破裂，該模型不僅適用于密度極限破裂預(yù)測，而且非常適合進(jìn)行高密度放電下的破裂避免。通過模型的參數(shù)分析對J-TEXT上的密度極限破裂現(xiàn)象和機制做出了

3、合理的解釋，并結(jié)合外加擾動場對撕裂模不穩(wěn)定性和破裂的影響作了簡單討論。最后，本文提出了一種優(yōu)化的級聯(lián)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過合理的訓(xùn)練能夠在保證80%以上成功率的基礎(chǔ)上降低失敗率至5%左右，對裝置的正常運行意義重大。破裂預(yù)測的根本目的在于進(jìn)行破裂避免或者緩解，大量氣體注入(MGI)和彈丸注入是目前主要的破裂緩解手段。為滿足破裂物理實驗需求，我們在J-TEXT上建立起了兩套 MGI系統(tǒng)。論文對 MGI系統(tǒng)的閥門結(jié)構(gòu)和參數(shù)、脈沖電源原理和補氣氣路