EAST中性束注入加热与电流驱动模拟研究的开题报告开题报告1.研究背景核聚变作为清洁、高效、可持续的能源，受到了全球范围内的广泛关注。其中，EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)是我国目前最大的核聚变实验装置，位于中国安徽省合肥市的中国科学技术大学。EAST通过提供研究和改进核聚变物理和技术方面的先进技术，为我国向核聚变能源的实现提供了有力的技术支持。其中，核聚变中性束注入加热和电流驱动是一种重要的加热方式。它可以产生高能量的中子束，通过轰击聚变等离子体，将它们加热到聚变所需的温度，实现聚变反应。因此，研究中性束注入加热和电流驱动的机理和优化方法对于EAST的聚变反应实验具有重要意义。2.研究目的和意义本研究旨在通过数值模拟的方法，研究EAST中性束注入加热和电流驱动的机理和优化方法，为EAST的聚变反应实验提供理论指导和技术支持。具体研究目的如下：（1）通过对中性束注入的模拟，探究中性束注入加热的机理，尝试寻找优化方案，提高加热效率和实验成功率；（2）通过对电流驱动的模拟，探究电流驱动的机理，尝试寻找优化方案，提高电流驱动效率和实验成功率；（3）分析中性束注入加热和电流驱动对EAST聚变反应的影响，探究它们对反应的温度和密度等物理量的影响规律。3.研究方法和步骤本研究将采用数值模拟的方法，对EAST中性束注入加热和电流驱动进行模拟研究。具体步骤如下：（1）建立中性束注入和电流驱动的数学模型，包括物理方程和边界条件等；（2）通过数值计算方法模拟中性束注入加热和电流驱动的过程，获得物理量的变化规律；（3）通过对计算结果的分析，比较不同参数的效果差异，寻找优化方案；（4）对优化方案进行验证和实验分析。4.研究内容和进度本研究将以EAST中性束注入加热和电流驱动为主要研究内容，主要研究内容包括：（1）中性束注入加热的数学模型建立和模拟；（2）电流驱动的数学模型建立和模拟；（3）中性束注入加热和电流驱动对EAST聚变反应的影响分析；（4）中性束注入加热和电流驱动的优化方案研究和分析。预计的研究进度如下：阶段|工作内容|时间节点---|---|---第一阶段|中性束注入加热的数学模型建立和模拟|2022.9~2023.3第二阶段|电流驱动的数学模型建立和模拟|2023.4~2023.9第三阶段|中性束注入加热和电流驱动对EAST聚变反应的影响分析|2023.10~2024.3第四阶段|中性束注入加热和电流驱动的优化方案研究和分析|2024.4~2024.95.预期成果和意义本研究的主要成果包括：（1）探究中性束注入加热和电流驱动的机理和优化方法，提高EAST聚变反应实验的效率和成功率；（2）通过分析中性束注入加热和电流驱动对EAST聚变反应的影响，为后续聚变反应实验提供理论指导和技术支持；（3）在数值模拟方法上积累了研究EAST核聚变反应的实验方法和经验，积极促进我国在核聚变领域的发展和进步。以上成果对于提高我国的核聚变技术和开发清洁能源具有重要意义。