光学仿真技术是如何支持国际热核聚变实验反应堆(ITER)项目的?

由于核能源对于我们的子孙后代是一个必不可少的能源来源,因此我们将带领您一同探索光学模拟是如何被用来为ITER这个世界上最雄心勃勃的能源项目重建红外监测系统的。

能源 | 下载

ITER Nuclear Vessel SPEOS

挑战

核聚变融合是未来几代人必不可少的能量来源。 ITER (也就是拉丁语中的“路”)被称为世界上最雄心勃勃的能源项目。一个由35个国家组成的ITER联盟正在集成合作,致力于创建一个有着两倍线性尺寸和体积为 JET(欧洲联合环状反应炉)10倍的托卡马克,这是当今世界上最大的操作性磁约束等离子体物理实验反应堆,位于英国牛津郡的卡尔汉姆核聚变能源中心。

 

在核聚变实验中,面向等离子体的部件暴露于高热通量下,并且常规地使用红外成像诊断法来测量它们的表面温度以防止损坏。 但是,在 ITER 托卡马克中使用金属部件会使温度估算复杂化。由于金属壁创造了一个高度反射的环境,红外(IT)热成像测量对温度测量的解释是困难的:红外图像的鲜艳颜色不一定与真实的热点相关,而可能是反射的结果。 由于红外监测和红外测量的正确解释是确保系统完整性和正确操作的基本安全工具,所以如何才能克服这个问题成了关键所在。

解决方案

一个光谱模拟软件(用于紫外、红外和可见光的模拟)通过在墙壁的适当温度和红外辐射在墙壁上的反射所产生的温度之间的差异可以模拟和测量融合机器壁的温度。利用复杂的容器几何形状以及表面的热和光学表面特性,模拟再现了光子和材料之间复杂的相互作用,来预测整个红外监测系统的全局响应

 

结果

现在,CEA 能够测量 ITER 等实验性聚变反应堆的壁面温度,并通过仿真区分反射区和真实热点。本白皮书描述了在高端科学项目中使用的光学模拟,这需要强大的手段和准确的结果来更好地理解光传播和寄生光辐射的复杂现象。光学模拟的单独使用与实际的实验并行,使得我们可以更好地解释在实际实验中所获得的结果。通过一个可以复制实现光源、反射表面和观察和检测系统的系统,它展示了将光学模拟整合到 CAD 平台对于科学界和工业界的强大功能和贡献。

 

 

了解更多关于CEA用于解决核聚变相关挑战的产品

 

 

我们的合作伙伴

 

了解更多

了解更多关于能源的应用

阅读:CEA 和 OPTIS是如何围绕核聚变模拟开展合作的

 

阅读其他产业白皮书

看看各大客户对我们的评价

阅读我们的各行业案例

之前一个 回到列表 下一个