为SPARC托卡马克开发一个热诊断系统
M O Hanson1, A Q Kuang1, R Kulchy1
1Commonwealth Fusion Systems, Devens, Massachusetts 01434, USA.
The Review of scientific instruments
|October 1, 2024
概括
在SPARC托卡马克需要先进的热诊断来管理极端的热流. 新的传感器系统将监测容器内的温度,确保结构完整性并了解第一面墙上的能量沉积.
科学领域:
- 核聚变能源的研究.
- 血物理学的等离子体物理学
- 材料科学是一种材料科学.
背景情况:
- SPARC托卡马克面临着前所未有的GW/m2热流,需要强大的功率排气管理.
- 反应堆级核聚变装置需要精确监测面向等离子体的组件温度.
研究的目的:
- 在SPARC中部署一个用于测量船内结构温度的热诊断套件.
- 为了确保第一面墙壁组件不超过设计限制,并绘制能量沉积的地图.
- 在极端的聚变反应堆条件下验证传感器性能.
主要方法:
- 使用高密度热电偶阵列和纤维布拉格格用于温度测量.
- 使用转移器目标作为热量计来解决温度分布.
- 设计系统以实现超高真空兼容性,抗辐射和暴露.
主要成果:
- 最初的传感器测试证实捕获了射间结构温度变化.
- 面向等离子体的材料的内射测量需要基于模型的解释工具进行分析.
- 通过 toroidal 冗余和仔细的材料选择来解决系统弹性.
结论:
- 开发的热诊断套件对于SPARC的运营成功和安全至关重要.
- 需要先进的解释工具来实时分析等离子体-物质相互作用.
- 传感器的存活性和冗余性是核聚变反应堆长期运行的关键考虑因素.


