探索氘/固体系统中的异常核现象

本文介绍了世界有关研究机构在冷聚变这一有重大争议领域的研究动态.许多实验室相继报导了在处于非平衡态的氘/固体系统中,观察到超常热、质子、氚和中子等异常核现象.在金属氢化物的性能、电解过程中的尖端效应和聚能过程、随机中子和低产率中子的测量技术、集团束冲击核聚变等方面的探索取得了许多令人瞩目的成果.提出了热等离子体模型、多体屏蔽效应、量子玻色等离子体理论、相干核反应机制、钯核的中子俘获效应、表面定域理论等许多理论模型. A brief introduction of recent investigation about the cold nuclear fusion by numerouslaboratories throughout the world has been given experimentally and theoretically in this paper.Undernon—equilibrium conditions of deuterium/solid system,the production of excess heat,protons,tritium,neutrons,and gamma rays have been reported.Scientists have gained the quite salutary effects to learnthe behavior of metal hydrides in this brief span of time than in the past 100 years,to improve ...     

利用气泡探测器测量激光快中子

在利用超强激光驱动中子源的研究和应用研究中,中子源的产额及其角分布至关重要.我们在星光Ⅲ号激光装置上采用气泡探测器对强激光驱动的中子源的产额及其角分布进行了测量.利用超强皮秒激光与碳氘薄膜靶相互作用产生高能氘离子束撞击次级碳氘靶,通过氘-氘核反应产生准单能快中子.实验发现中子束的发射具有一定的方向性,在入射氘离子的传输方向上中子束具有更高的强度,测量得到的中子束最大强度为5.13×10⁷ n/sr.利用实验测量的氘离子能谱和角分布对中子束角分布进行了理论计算,结果与实验测量基本一致.     

HL-1M托卡马克中的中子通量和辐射剂量当量测量

用5台带有慢化剂(聚乙烯)的BF3₃正比计数管中子探测器测量中子通量和剂量当 量.4台 置于HL_1M装置的四周,分别测量了在氘等离子体条件下,因欧姆加热和波加热产生的热核聚 变中子产额、中子通量和剂量,以及氢等离子体条件下因高能x射线引起的光致核反应而产生 的光致中子. 另一台流动于其他6个观察点,主要监测中子剂量当量. 在D_D聚变条件下,实测 中子产额与计算值作比较,两者在数量级上大体一致. 中子辐射剂量当量远低于国家和部颁 标准,更低于国际防护委员会推荐的中子辐射允许剂量当量 关键词： 3正比计数管')" href="#">BF3₃正比计数管 光致中子 氘_氘聚变中子 剂量当量     

冷中子与冷中子源

 一九八八年十月,我国的重水反应堆冷中子源建成并投入使用.这使我国重水反应堆外围的实验设施进一步完善,为冷中子研究和应用提供了一定的条件.冷中子是些什么样的中子?冷中子源是一个什么样的装置?这里向大家做一简单介绍.（一）中子与冷中子中子是英国科学家查德威克于1932年发现的,是原子核的组成粒子之一.研究测量得到:中子所带的电荷不大于1.6021892×10（-37）库仑,可以认为是不带电的中性粒子;中子的静止质量为1.674954×10^-27千克;中子的磁矩为负9.6651855×10^-27焦耳·特斯拉^-1.     

氘氚聚变中子发生器旋转氚靶传热特性研究

强流氘氚中子发生器可用于模拟聚变堆中子环境, 对于开展聚变堆包层材料相关实验研究具有重要意义. 本文提出了一种用于10¹² n·^-1量级氘氚中子发生器HINEG (high intensity neutron generator)的旋转氚靶系统设计方案, 并对其技术难点和强化传热方法进行了介绍. 为考查该氚靶系统的传热特性, 利用Computational Fluid Dynamics方法对冷却水层厚度、冷却水流速和氚靶系统旋转速度对靶面冷却的影响进行了分析, 并对不同热功率密度下靶面的传热过程进行了研究. 结果显示, 大的水层厚度、大的冷却水流速和高的靶系统旋转速度有利于靶面的冷却, 但水层厚度和水流速的变化对靶面传热影响较小. 一定条件下靶面所承受的热功率密度不能超过某个限值.     

D+离子束轰击时间对氘钛靶特性的影响

利用ZF-300keV中子发生器,采用伴随粒子法研究了氘钛靶的中子产额随D⁺离子束轰击时间的变化特性;利用慢正电子湮没技术和扫描电镜分别研究了D⁺离子束轰击前后靶辐射损伤特性和表面形貌特征.结果表明,束流轰击引起氘钛靶缺陷结构和表面形貌的改变 ,但轰击时间的不同并未引起氘钛靶的中子产额、缺陷结构和表面形貌有明显差异;数值模拟了D⁺离子束在氘钛靶的辐射损伤特性和能量损失规律并与实验结果进行了比照分析和讨论. 关键词： 中子发生器 氘钛靶 伴随粒子法 慢正电子湮没技术     

核能与聚变裂变混合能源堆

未来20年将是核能发展的一个关键时期.2035年左右,快堆有望投入商用;磁约束聚变、激光聚变、Z箍缩聚变也都有演示堆计划.聚变演示堆存在纯聚变与聚变裂变混合能源堆两种可能,而后者可降低聚变功率,缓解高能中子对材料的辐照损伤.另外,氘氚聚变供能时间有限.文章介绍了混合能源堆的概念.能源堆可充分利用铀资源,且后处理不涉及铀钚分离,有很好的防扩散性能.裂变堆、聚变堆、能源堆共同发展,可望使核能在不太长的时间内获得大规模应用,并可为人类提供千年以上的能源供应.     

电解过程中的非平衡态与异常核现象

电解过程中钯电极表面的尖端效应和磁自收缩现象是产生非平衡条件的重要因素．实验表明,非平衡态对于冷核聚变来说是至关重要的．为了有较深刻地理解冷核聚变机制,对氘在金属中的结构和分布、电极表面的电化学双层、尖端电子发射和电流的磁自收缩等现象要作深入的研究.In this paper,the pin point effect and the magnetic self pinch of electrolysis are suggested to be the important factors to produce conditions that are far from equilibrium and are essential for cold nuclear fusion. Further studies of the structural and electronic properties of deuterium in bulk palladium, the behaviours of electrochemical double layer,and the localized emission sites on surface protrusions of the electrode should be extensively carried out for understanding the mechanism ...     

今日国外物理

 1 英、澳学者创原子核形状研究新方法据澳大利亚《实验室新闻》报道,英国尼尔·罗利博士提出用相对简单的实验数据确定原子核形状的可能性,改变入射原子核的能量,测量核合成(聚变)的概率的变化.澳大利亚学者杰克·利博士在其学生简星伟协助下,用韦纳滤波器进行这一实验,发现轰击1平方毫米靶区时,只有百万分之一的入射粒子能够进行合成,大多数被散射掉,散射粒子的强度妨碍检测器的正常工作.他们采用球形氧原子核作为入射原子核,其他一系列原子核作为靶,进行了大量测量,获得十分满意的结果.     

反冲质子磁分析技术用于氘氚中子能谱测量研究

介绍了一种基于反冲质子法和磁分析技术的氘氚聚变诊断方法, 适用于稳态及脉冲条件下的等离子体温度、燃料密度和中子产额的精确诊断. 设计了小型的原理性装置, 磁分析器使用高性能钕铁硼二极永磁铁, 焦平面上使用CR-39固体径迹探测器或PIN探测器测量质子位置分布. 使用²³⁹Pu α 源对磁分析器进行了实验标定, 建立了配套的模拟程序. 利用蒙特卡罗方法模拟分析了装置整体性能, 并在K-400加速器上进行了中子实验研究.     

在Z装置上的热核聚变

20 0 3年 4月 ,在美国费城召开的美国物理学会的会议上 ,新墨西哥洲Sandia国家实验室的R .Leeper博士宣布 ,他们已经在Z装置上第一次产生了高温高密度等离子体 ,并生成了与热核聚变相关的中子 .Z装置的直径约为一个足球场的三分之一大小 ,其中心靶位处安置有BB型的氘盒 ,热核反应所发射的中子就由此产生 .与托卡马克装置要用强磁场约束来产生高温等离子体不同 ,Z装置只要在靶心附近在确定的时间内将激光束聚焦来产生强大的电脉冲 (约为 12× 10 6 J) .由这个脉冲生成的强磁场将把 36 0条钨丝挤压入海绵状的柱体内 ,并产生出能撞击埋置在…     

今日国外物理

 一、日本学者提出常温核聚变的新见解据《光明日报》报载,日本大阪大学副教授高桥亮人用了1个多月的时间,连续用电分解重水,得到比自然状态下多30-50%的中子.他用高精度装置测定中子的能量,发现两个重氢发生核聚变后,在产生氦3这种元素的同时,还出现能量分别为245万电子伏和500万-700万电子伏的中子.高桥认为:这是3个重氮同时反应即“三体反应”引起核聚变的结果.用作核聚变的电极钯,其原子结晶结构中含有重氢,当接通电流时,这里的重氢受到刺激而处于强振动状态,并形成高能量的重氢原子核,再同其它重氢反应,产生高能量中子.根据这一见解进行计算,所得结果同实验一致.     

今日国外物理(六)

 1 詹姆士·弗勒尔等提出“第五种力”新见解据美国《科学新闻》报道,科罗拉多的波尔德天体物理实验室联合研究所的詹姆士·弗勒尔等在一座300米高塔上进行了引力的精确测量.     

芯片表面的冷极性分子静电阱与微阱阵列

提出一种利用三根载荷金属杆来实现在芯片表面陷俘冷极性分子的静电阱.给出空间静电场等高线分布.通过调节电极电压操控阱中心距离芯片表面的高度.用经典的蒙特卡罗方法模拟冷分子被装载和囚禁的动力学过程.方案对中心速度为11 m·s^-1的冷分子束,最大装载效率可以达到40%,阱中分子的温度大约为25 mK.方案可以进一步微型化、集成化,形成一维和二维静电微阱阵列,在量子计算、低维物理等方面有应用价值.     

通道靶对超强激光加速质子束的聚焦效应

发散角过大是制约超强激光与固体靶相互作用加速产生高能质子束应用的一个重大物理难题.本文提出了一种结构化的通道靶型,与超强激光相互作用可提高质子束的发散特性,通道壁上产生的横向电荷分离静电场可对质子有效聚焦.采用二维particle-in-cell粒子模拟程序对激光通道靶相互作用过程进行了研究,分析了加速质子束的性能特点.模拟结果表明,与传统平面靶相比,通道靶可以在不过多损失能量的情况下产生具有更好准直性的质子束,尤其当通道靶的直径与激光焦斑尺寸和质子源尺寸相当时,横向静电场能够有效聚焦质子束,并且可保证相对较高的激光能量利用率.     

中子学积分实验

从６０年代开始,我所就开展了聚变中子积分实验,完成了造氚率、裂变率、穿透率及泄漏中子能谱测量等研究课题．１９８７年以来承担了“８６３”计划的聚变裂变混合堆包层中子学积分实验,开展了Ｂｅ、Ｐｂ的１４ＭｅＶ中子倍增率实验,其中Ｂｅ实验为中、美、日国际合作,实验误差为２．８％,实验结果为理论计算提供积分检验．新的一轮中、美、俄的更大厚度的Ｂｅ中子倍增率实验国际合作正在进行之中．现在,中美关于核聚变合作已经确定了１７个项目,我所承担了其中的“关于ＩＴＥＲ和建议的聚变堆包层及屏蔽系统的中子学积分实验”这一项目． Since 1960s, the fusion neutronics integral experiments have been carried outin our institute. Several research subjects, including the measurements of the tritium production rate,the fission rate,the leakage rate and the neutron energy spectra, have been finished. Since 1987,neutronics integral experiments of the blanket in the fusion-fission hybridreactor in the "863" project have been taken on. The experiments of 14MeV neutron multiplication in Be and Pb have been performed and the experimental error is ...     

玻璃微球内氘结晶行为研究

为研制出满足惯性约束聚变(ICF)实验的氘氚(DT)冷冻靶, 需要控制DT结晶生长过程, 实现DT单晶生长, 由此减少影响冰层均匀化及聚变实验的晶体缺陷. 本文运用晶体生长形态动力学理论建立了密排六方晶体(hcp)单晶生长模型, 实验中通过对靶室进行± 3 mK精确控温, 采用可见光背光成像技术在线表征了低温下玻璃微球内氘(D₂)的结晶生长过程, 结果表明: 在20–100 Pa低温氦气导热环境下, 通过缓慢降温可显著降低氘晶体生长过程中形成的缺陷; 当降温速率达到2 mK/min时, 观测到了氘燃料的两种单晶生长过程, 实验具有可重复性; 建立的hcp单晶生长理论模型与实验结果符合, 并与美国利弗莫尔国家实验室(LLNL)的DT单晶生长过程进行了对比, 提出了冷冻靶内D₂/DT燃料的单晶生长方法.     

一种针对弱场搜寻态冷极性分子的可控静电表面囚禁方案

提出一种使用带电金属环和六个球电极和一个外加偏置电场实现对冷极性分子静电囚禁的新方案.计算装载和囚禁时空间电场分布.囚禁中心距离芯片表面的高度可以通过外电场和环形电极所加电压来操控.蒙特卡罗模拟表明对于中心速度为15 m·s^-1的ND₃分子束,装载效率可以达到70%,得到冷分子的温度大约为45 mK.当继续增加偏置电场强度时,单阱分裂为对称的两个阱.如果同时改变球形电极上所加电压,得到不对称的两个阱,可以借此来调节两个阱中所囚禁的冷分子数目的比例.为了易于理解,用蒙特卡罗方法模拟了装载、囚禁、分裂冷分子波包的动力学过程.     

激光核聚变

从五十年代以来世界各国一直按传统法进行聚变研究,设计建造了若干装置,总体上来看,进展是缓慢的,其原因是:要在远低于热核温度的情况下,使等离子体通过强大电流进行电阻加热达到点火温度是十分困难的,因为随着温度的增高,电阻将随之下降,影响温度进一步提高;另外还有约束、稳定等问题.尽管后来又发展了有效的绝热压缩和中性束注入等加热技术。但迄今仍离点火的劳森条件(离子密度和约束时间的乘积。n～1014/厘米3·秒)有两个数量级之差. 一九六八年以来国外相继报导了激光引起氘化物聚变反应放出中子的实验,一九七二年提出了激光向心爆炸理…     

今日国外物理

 1 德学者命名三种新元素据《科技日报》报道,德国学者彼得·阿尔布鲁斯特尔在达姆斯塔特重离子研究中心(GSI)举行的新元素命名大会上宣布,他与戈德弗里特·明茨贝格领导的科学试验小组,分别于1981年2月4日、1981年2月14日和1981年2月25日合成的三种自然界最重元素(原子序数为107,108和109).被命名为Nielsbohrium(NS)、Hassium(HS)和Meitnerium(MT).他解释命名的原因,以丹麦核物理学家尼尔斯·玻尔命名107元素,以重离子研究中心所在地黑森州命名108元素,以德国女核物理学家利毖·迈特纳尔命名109元素.他们还将跟踪一个镍同位素和一个铅核的聚变,以合成元素110.