КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ В ПРИСТЕНОЧНОЙ ТЕРМОЯДЕРНОЙ ПЛАЗМЕ ВО ВНЕШНЕМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Ключевые слова:
пылевая частица, пристеночная плазма, пылеобразование, время жизни пылинок, заряд пылинок, магнитное поле, давление насыщенных паров, термоядерный реактор.Аннотация
В данной работе рассматривается динамика и время жизни пылинок из материалов бериллия, карбона и вольфрама образовавшееся на поверхности стенки термоядерного реактора. Для описания динамики пылинок решаются уравнения движения, уравнения баланса массы и энергии, а также уравнения для зарядки пылинок. Расчеты были проведены с учетом параметров описывающих материальные функций, такие как молярная энтальпия и давление насыщенных паров, свойства электронной эмиссии и излучения, а также сложные явления при взаимодействии пылинок с плазмой, приводящий к потере массы. Были получены равновесные температуры пылинок из материалов бериллия, карбона и вольфрама для типичных параметров пристеночной плазмы, а также температура и радиус пылинок, как функции времени. Были продемонстрированы стадии нагрева / испарения пылинки, начальное нарастание температуры, плавление, переход к тепловому равновесию и испарение при равновесной температуре. На основе этих расчетов получены оценки времени жизни пылинок из материалов бериллия, карбона и вольфрама. Приведены расчеты заряда и времени жизни пылевых частиц из материалов бериллия, карбона и вольфрама в присутствии внешнего магнитного поля. Были выявлены, что с увеличением магнитного поля абсолютная величина заряда пылевых частиц уменьшается для всех рассматриваемых материалов. Установлено, что существенное влияние магнитного поля на заряд и время жизни пылевой частицы наблюдается у вольфрамовой пылинки по сравнению с другими рассматриваемыми пылевыми материалами.
