偏滤器等离子体与器壁

在核聚变装置中，偏滤器的主要功能是控制杂质和热量的排放，要想更好的设计偏滤器，增加装置的寿命，研究等离子体与器壁相互作用是必不可少的。

         为了研究等离子体与器壁相互作用，必须知道偏滤器靶板附近的等离子体特性；由于粒子模型可以使用动力学方法精确的处理碰撞以及模拟小尺度的等离子体鞘层行为特性，因此被广泛应用于等离子体模拟当中，课题组开发了一系列粒子模拟程序（EPPIC1D&2D等）对偏滤器的鞘层、偏滤器靶板脱靶的动力学行为和偏滤器缝隙等离子体等进行模拟研究。同时课题组开发了三维的蒙特卡洛程序（ITCD）模拟研究等离子体与器壁相互作用过程中产生的杂质在偏滤器的电离、输运和再沉积过程。

         对于等离子对材料的影响，课题组采用了经验公式耦合在等离子体程序中实时计算等离子体变化过程中材料的侵蚀（物理和化学侵蚀）。课题组开发了分子动力学程序研究粒子入射到碳钨中的入射深度、反射等行为；开发了动力学蒙特程序从较大尺度研究材料的侵蚀和滞留行为；开发了热传导模型研究入射到偏滤器靶板的热流对偏滤器的热腐蚀效应；开发了SURO程序研究等离子体与粗糙器壁相互作用。此外，关于钨（锂）杂质和尘埃在DSOL区域的产生、输运和再沉积的三维蒙特卡洛程序也在开发中。

代表论文

1. Large amplitude of electrostatic waves associated with magnetic field in divertor plasmas. Plasma Phys. Control. Fusion   52  (2010) 042001

2. Effect of magnetic field on characteristics of divertor plasma and divertor erosion rate: PIC simulation, Fusion Engineering and Design  85  (2010) 1941

3. A general model for chemical erosion of carbon materials due to low-energy H+ impact, J. Appl. Phys.   108  (2010) 073302.

4. Molecular dynamics simulation of energy exchanges during hydrogen collision with graphite sheets, J. Appl. Phys.   107  (2010) 113533

5.. Kinetic study of plasma behavior and its effect on plasma facing surface in the castellated tile gap,. Journal of Nuclear Materials   415  (2011) S204.

6. Modelling of Carbon Erosion and Transport at Divertor Target Plate Using a Suite of Codes, Contrib. Plasma Phys.   51  (2011) 844.

7. A Kinetic Code System to Study Impurity Deposition and Fuel Retention in Gaps Between Divertor Tiles, Contrib. Plasma Phys.   52  (2012) 309

8.Investigations of the origins of deposited carbon species in gaps between divertor tiles using a kinetic code system, Fusion Engineering and Design   87  (2012) 782

9.Modelling of local carbon deposition on a rough test limiter exposed to the edge plasma of TEXTOR, Plasma Phys. Control. Fusion  55  (2013) 055004

10边界局域模对EAST钨偏滤器靶板腐蚀程度的数值模拟研究, 物理学报 63  (2014) 035204.