面向等离子体部件沉积特性的数值模拟研究

doi:10.16568/j.0254-6086.201902004

核聚变与等离子体物理 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (2): 119-126.DOI: 10.16568/j.0254-6086.201902004

面向等离子体部件沉积特性的数值模拟研究

王亚磊，才来中，胡万鹏

(核工业西南物理研究院，成都 610041)

出版日期:2019-06-15 发布日期:2019-06-13
作者简介:王亚磊(1989-)，男，河南鹤壁人，硕士，从事等离子体与材料的相互作用研究。
基金资助:
国家磁约束核聚变能发展研究专项(2015GB106001)；四川省科技厅国际合作重点项目(2016HH0006)

Simulation of deposition characteristics on plasma facing components

WANG Ya-lei, CAI Lai-zhong, HU Wan-peng

(Southwestern Institute of Physics, Chengdu 610041)

Online:2019-06-15 Published:2019-06-13

摘要/Abstract

摘要：

采用粒子模拟研究方法，利用PEGASUS 程序对等离子体环境下面向等离子体部件的沉积特性进行了模拟研究。结果显示部件表面连接缝隙尺寸、表面粗糙度、粒子入射的角度以及流量对沉积影响显著。在能量较小、溅射可忽略时，能量对沉积的影响很小。粗糙度越小，沉积量越小；同一种粗糙度，不同轮廓也会使沉积发生较大变化，轮廓一致的更有利于减小沉积。该模拟对研究等离子体与材料相互作用，分析瓦片缝隙尺寸、瓦片加工工艺和等离子体参数对面向等离子体部件沉积行为的影响具有重要意义。

关键词: 沉积, 面向等离子体部件(PFC), 粒子模拟, PEGASUS, 粗糙度

Abstract:

In this paper, the deposition characteristics of plasma facing components (PFCs) in plasma environment are simulated by using PEGASUS software with particle simulation method. The results show that the PFCs’ geometry, surface roughness, angle of incidence, and flux have a significant effect on the deposition. The influence of incident energy on deposition is small when the energy is small and sputtering is negligible. The smaller the roughness is, the smaller the deposition amount will be. With the same roughness, different contours can also cause large changes in deposition, and it is more possible to reduce deposition when the contour structures are conformable. This simulation is of great significance for investigating on interactions between plasma and PFCs, and analyzing the influence of tile gap dimensions, tile processing technology and plasma parameters on the deposition behaviors of PFCs.

Key words: Deposition, Plasma facing components, Particle simulation, PEGASUS, Roughness, Tokamak

中图分类号:

TL62+2

王亚磊，才来中，胡万鹏. 面向等离子体部件沉积特性的数值模拟研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2019, 39(2): 119-126.

WANG Ya-lei, CAI Lai-zhong, HU Wan-peng. Simulation of deposition characteristics on plasma facing components[J]. NUCLEAR FUSION AND PLASMA PHYSICS, 2019, 39(2): 119-126.

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