文档介绍：分类号 学号 M201570124
学校代码 1 0 4 8 7 密级
硕 士 学 位 论 文
J-TEXT 等离子体破裂预测及逃逸电
子束控制的研究
学位申请人 ： 王雪玲
学科专业 ： 等离子体物理
指导教师 ： 陈忠勇 教授
答辩日期 ：
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the
Degree for the Master of Engineering
Research of the Plasma Disruption Prediction and
Runaway Electron Beams Control on J-TEXT
Candidate : Wang Xueling
Major : Plasma Physics
Supervisor : Prof. Chen Zhongyong
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan 430074, P. R. China
May, 2018
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
摘 要
托卡马克被认为是最有希望实现可控聚变的反应器，然而破裂是制约未来大型
托卡马克装置正常运行的重大不稳定因素并且难以避免。当等离子体发生破裂时，大
量的储能会瞬间释放出来，这一事件主要由两个过程组成：热猝灭和电流猝灭。其对
装置造成的危害主要体现在：对真空室和等离子体第一壁的局部产生强烈的热负荷
和电磁应力，并导致高能逃逸电子产生这三个方面。对于小装置而言，破裂还是可以
忍受的，但是对于反应器级别的装置来说，发生一次大破裂就会对装置产生严重的危
害，严重影响托卡马克的正常运行。 因此非常有必要采取避免或者缓解破裂的措施，
而一套切实可行的破裂预测方法是这些措施得以有效实施的关键。
本文基于 J-TEXT 上主要破裂类型之一的密度极限破裂，分析其发生的主要原因
及可能的物理过程。从文献调研的情况来看，大多认为等离子体的温度剖面和辐射剖
面的演化与密度极限破裂的发生有着密切的关系。在前人研究的基础上，文中分别建
立了两套基于 BP（Back-Propagation）神经网络的破裂预测系统：一套只采用与等离
子体密度极限破裂比较相关的部分诊断的芯部信息作为神经网络的输入，另一套在
包含上述芯部诊断信息之外还添加了多道能反应等离子体密度、温度以及辐射剖面
演化的诊断信号。通过对比这两套系统的预测效果发现：通过添加更多等离子体不同
位置的信息来反应等离子体参数在整体空间中的演化能有效提升神经网络的预测效
果。这为以后基于数