边界等离子体平衡计算
摘 要：近些年我国在EAST装置上的等离子体放电实验不断取得突破性进展，在磁约束可控核聚变领域逐步走在了世界前沿。现阶段可控核能源研究对于我们国家乃至整个人类世界十分重要，而边界等离子平衡计算是进行可控核聚变装置托卡马克研究的基本课题，本文将推导GSh方程在磁面坐标下所对应的能量泛函。探讨等离子体边界区域四边形网格的生成。最后进行可用于数值模拟的EAST托卡马克装置实验数据的提取。总而言之，针对于EAST托卡马克放电，进行边界等离子体平衡计算。
关键词：等离子体；托卡马克； 核聚变； 磁面坐标；
一、能源现状
人类社会的发展进步与能源有着密不可分的联系，而社会不断的进步更新也伴随着能源问题，如今能源匮乏已经成为人类社会发展的瓶颈，据世界能源组织的估计，像煤炭和石油这样不可再生的化石能源，按现在的能源消耗速度，大体上还能使用50年；然而风能、太阳能、地热、潮汐能等只能在一定条件下有限开发，很难大量使用。人类迫切需要寻找新的能源和获取能量的新技术。
核能的研究便提上了日程，科学家们认为，最理想的洁净能源是实现太阳一样的可控核聚变。实现核聚变最好的燃料是氘和氚，这两种元素是氢的同位素，在地球上储量非常丰富。氘和氚燃烧后，其聚变产物是惰性物质氦，对环境没有任何污染。其核电的优势有：第一，核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染。第二，核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。第三核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。
这样一来，人类就不但解决了能量的来源问题，能源的洁净问题也会得到彻底解决。在科学家看来，要填补能源的真空，只有依靠目前技术已经成熟并被广泛应用的受控核裂变。人类在和平利用核裂变能量中，发展并积累了大量的理论和实验技术，如果再把核裂变时产生的核废料问题解决了，人类对核能的利用将展现出美好的前景。
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