磁约束核聚变复杂电磁环境下托卡马克装置面对等离子体第一壁的可靠性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11505230
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2902.等离子体与物质相互作用
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

As the key parts of the plasma facing components, the reliability performance of tokamak first wall directly affects the operation security of the tokamak device. Reliability research has made significant progress in other areas at home and abroad, but the fusion field just beginning. As far as we know, a huge electromagnetic force load will be produced by HALO current under strong magnetic field in the vacuum vessel, resulting in the reliability and safety of the plasma facing first wall and their support structure were affected. The project is committed to study the reliability of the tokamak plasma facing first wall structures, assess the reliability of the first wall in operation, and to provide a reference for the first wall probability design and upgrading. From the perspective of construction next generation fusion reactor, theory, statistical analysis and numerical simulation methods were used, and beginning with the study of the complex electromagnetic force load on the first wall structures, the first wall structural failure models were built and their reliability were analyzed . Finally, the reliability indexes of first wall structure were analyzed, and the overall reliability assessment was done in the system perspective. The research will deepen people's understanding and awareness on the reliability analysis of fusion engineering.
托卡马克装置面对等离子体第一壁作为直接面对高温等离子体的关键部件,其可靠性直接影响装置的安全运行。可靠性研究在国内外的其他领域已取得长足发展,但在聚变领域才刚刚起步。从现有认知看,HALO电流在真空室区域内强磁场作用下会产生巨大电磁力载荷,导致面对等离子体第一壁及其支撑结构可靠性和安全性受到影响。本项目致力于对托卡马克面对等离子体第一壁进行可靠性研究,评估第一壁在运行中的可靠性情况,为第一壁概率设计和升级改造提供参考。从建造未来聚变堆角度,运用理论和数值统计分析模拟方法,从第一壁结构上复杂电磁力载荷研究出发,分析并建立等离子体第一壁结构失效模型并进行可靠性分析;最后分析第一壁各结构部件可靠性指标并对整体进行可靠性评估,深化人们对聚变工程可靠性分析方面的理解和认识。

结项摘要

托卡马克装置面对等离子体第一壁结构作为直接面对高温等离子体的关键部件,其可靠性直接影响装置的安全运行。可靠性研究在国内外的其他领域已取得长足发展,但在聚变领域才刚刚起步。从现有认知看,HALO电流和感应涡流在真空室区域内强磁场作用下会产生巨大电磁力载荷,导致面对等离子体第一壁及其支撑结构可靠性和安全性受到影响。本项目主要完成了EAST上偏滤器靶板的Halo电流峰值分布模型、极限状态方程和结构可靠性研究,得到了靶板结构极限状态方程,利用MonteCarlo的统计抽样方法进行了靶板结构失效概率与可靠概率的模拟计算,结果表明在Halo电流作用下,EAST上偏滤器内靶板与外靶板均具有较高的结构可靠度。研究了EAST下偏滤器靶板的Halo电流和涡电流模型、极限状态方程和结构可靠性,分析了EAST下偏滤器面对等离子体第一壁材料的烧蚀机理并算出材料烧蚀极限状态方程,对偏滤器概率可靠性设计有重要指导意义。还完成了EAST上全钨偏滤器水冷系统和下偏滤器面对等离子体第一壁部件系统的RAMI分析,研究结果表明,这两系统具有较高的可靠性、可用性、可维护性和可检测性。最后根据EAST装置面对等离子体第一壁历年失效现象观察和失效数据的统计,分析出装置面对等离子体第一壁的可靠度函数、可用度函数和维修度函数,得到可靠度和维修度函数曲线及第一壁结构的可靠度随平均无故障时间变化率,完成整体风险评估,表明唯有提高系统的平均无故障时间才能提高系统可靠性。本项目初步完成了复杂电磁环境下偏滤器面对等离子体第一壁的可靠性研究,深化人们对聚变工程可靠性分析方面的理解和认识,为我国未来聚变工程堆的概率可靠性设计提供重要的理论依据和科学计算方法。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fatigue and fracture analysis on EAST divertor monoblock heat sink in H-mode operation
H 模式运行中 EAST 偏滤器整体式散热器的疲劳和断裂分析
  • DOI:
    10.1016/j.fusengdes.2018.08.011
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Fusion Engineering and Design
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Kun Lu;Peng Liu;Xinyuan Qian;Xin Mao;Jianwu Zhang;Xuebing Peng;Shijun Qin;Yuntao Song
  • 通讯作者:
    Yuntao Song
Study on creep fatigue of heat sink in W/RAFM divertor for CFETR
CFETR W/RAFM偏滤器散热器蠕变疲劳研究
  • DOI:
    10.1016/j.fusengdes.2018.10.024
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Fusion Engineering and Design
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Peng Liu;Yuntao Song;Kun Lu;Xuebing Peng;Shijun Qin;Xin Mao;Xinyuan Qian;Jianwu Zhang
  • 通讯作者:
    Jianwu Zhang
RAMI Analysis for PFCs of EAST Divertor
EAST 偏滤器 PFC 的 RAMI 分析
  • DOI:
    10.1109/tps.2018.2813430
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    张洋;覃世军;曹磊;姚达毛;李建刚
  • 通讯作者:
    李建刚
A Feasibility Study of CFETR 1/8 Sector Vacuum Vessel Mock-Up
CFETR 1/8扇形真空容器模型的可行性研究
  • DOI:
    10.1080/15361055.2018.1555409
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Fusion Science and Technology
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    陆坤;覃世军;徐壮;张洋;沈光;刘志宏;刘辰;卫靖;刘素梅;宋云涛;吴杰峰
  • 通讯作者:
    吴杰峰
Halo电流作用下EAST上偏滤器靶板的可靠性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    核聚变与等离子体物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张洋;覃世军;曹磊;陈大龙;姚达毛
  • 通讯作者:
    姚达毛

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聚变堆高热负荷部件瞬态热和电磁负载协同作用下的寿命预测模型研究
  • 批准号:
    12375206
  • 批准年份:
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  • 项目类别:
    面上项目
电磁和热负载复杂工况下钨铜偏滤器靶板寿命预测及可靠性研究
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  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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