快粒子在聚变等离子体中的慢化及能量增益研究

本文将快电子在介质中慢化的Landau理论应用于快带电粒子在聚变等离子体中慢化过程的研究。研究表明,在一定的条件下本文的结果与Fokker-Planck方程的解有明显的区别。原因是粒子间大能量交换的碰撞事件对慢化过程仍起相当的作用。作为本文理论的一个具体应用,计算了氘氚束在聚变等离子体的能量增益,说明提高粒子约束时间对改善能量增益的意义。 关键词：     

超热电子的阻止功率及其在慢化过程中引起的轫致谱

在高功率、长波长激光与等离子体耦合时将产生大量的超热电子，这些超热电子将通过轫致辐时，与热电子碰撞，以及晕区电场加速快离子损失其能量。在某些典型条件下，分析和估计了每种能耗机制损失能量的分额。给出了快电子在通过激光等离子体的慢化过程中发射轫致谱的解析表达式。用调整参数拟合实验结果的方法，能够得到超热电子的各种信息，诸如它们的温度、能量、数同以及能谱。计算谱与实验谱作了比较。     

α粒子的慢化过程对D-T等离子体聚变燃烧的影响

在双温聚变燃烧点模型框架下，对比D-T等离子体聚变燃烧过程中α粒子能量逐步沉积与瞬时沉积两种描述的等离子体温度、离子数密度随时间的变化，在不同的密度条件下作了计算，考察了α粒子的慢化过程对D-T聚变点火的影响.发现考虑α粒子的慢化过程后，D-T等离子体峰值温度的出现将会推迟若干皮秒甚至几十皮秒，在较低的初始温度密度条件下，时间推迟得更多些.等离子体的峰值温度比α粒子能量瞬时沉积描述也会下降13keV左右. 关键词： α粒子 聚变燃烧 能量沉积 慢化过程     

空间r射线谱(Ⅱ)

2　r射线谱的功用 (1)耀斑中粒子相互作用模型的推断 太阳耀斑中粒子相互作用模型有厚靶模型和薄靶模型两种.这里的厚靶和薄靶与核物理、粒子碰撞物理中的厚、薄靶的含义有相似之处,这就是厚靶粒子经相互作用后全被吸收,而薄靶则有部分粒子逸出.在耀斑模型中,就含能粒子的情况来说,薄靶模型是指加速粒于由于碰撞和核互作用造成的能量损失正好为连续加速机理带来的能量输入所平衡,即在相互作用区有含能粒子逸出,而厚靶模型则是指粒子在太阳大气中被阱获和慢化,并且全部粒子都经历相互作用而无逸出.就电磁辐射的情况来说(X射线、r射线),厚靶…     

α粒子反常扩散效应及等离子体温度空间自洽分布

本文采用多群方法研究了慢化过程中快α粒子反常扩散对其能谱及空间分布的影响，并与本底等离子体的能量平衡方程结合起来求解了等离子体的空间自洽温度分布。以ＩＴＥＲ－ＣＤＡ设计参数为例，分析了不同密度条件下氘氚自持燃烧过程与α粒子反常扩散的关系。     

真空中脉冲激光烧蚀铝等离子体发射光谱及粒子速度研究

利用Q开关Nd:YAG激光器产生的1.06 μm倍频后532 nm、脉宽10 ns的脉冲激光聚焦在置于真空室中铝靶上,观测激光诱导的铝等离子体发射光谱.采用不同的激光能量,分析了波长范围为350 nm到400 nm的空间、时间分辨发射光谱.在局部热力学平衡(LTE)条件近似下,根据谱线的相对强度,计算得到等离子体电子温度,给出了靶面附近电子温度的空间、时间演化规律;根据谱线半宽,计算等离子体电子密度,并给出了靶面附近电子密度的空间与时间演化规律;在靶面正前方处放置动能探测器,记录粒子飞行时间信号,观测不同激光强度烧蚀铝靶产生等离子体中三种粒子到达探测器的时间,计算得出等离子体中三种观测到的粒子喷射速度.     

聚变α粒子对第一壁辐照损伤的蒙特-卡罗研究(Ⅰ)——轰击第一壁的α粒子能谱

本文研究从托卡马克聚变堆等离子体边界损失的α粒子能谱。分析α粒子的损失机制。建立描述α粒子输运的慢化-扩散方程。同时考虑香蕉捕获粒子、飞行粒子和波纹约束粒子对扩散系数的贡献以及α粒子的直接损失机制。针对典型的聚变堆参数数值求解方程得到待求的α粒子能谱。讨论了解的物理意义。     

聚变堆燃烧等离子体温度剖面数值分析

采用聚变等离子体中α粒子慢化、扩散的多能群计算方法,结合本底等离子体的能量平衡方程,对α粒子自加热及扩散情形下对聚变堆而言甚为重要的等离子体温度剖面进行了自洽性的数值分析。对动态及稳态等离子体运行方式的模拟结果表明燃烧等离子体温度剖面比起目前实验得出的剖面更峰状化。这一特性不依α粒子在其慢化过程有无显著的扩散损失而改变,在今后对聚变堆α粒子行为及效应的严格分析中应加以考虑。     

核聚变与等离子体物理1984年总目录

乍者{期页题一目托卡马克中等离子体一表面相互作用研究现状对于计算能级占据数密度的速率方程的一些讨论者李国炳王一龙1153O自-勺乙,n乙石秉仁隋国芳曲文孝郭书印枷 73 8O及U一O口呼‘,曰no、一6‘,口。O月‘一江场33少俘百飞场反向位形中的等离子体磁镜内零磁场线散射引起的非绝热粒子损失离子有限回转半径效应对环流器气球模的影响有限刀环形等离子体二维漂移波本征模方程对头碰离子束的密度梯度和速度梯度对电磁不稳定性的影 响核泵浦X激光机理推测托卡马克聚变堆堆芯参数的选择多悬浮电流环的稳定性问题快粒子在等离子体中的慢化谱…     

准分子激光蒸发YBa2Cu,sub>3C7-x靶产生等离子体的膨胀过程研究

对XeCl准分子激光蒸发YBa2Cu3O7-x陶瓷靶产生的等离子体进行了实验和理论研究.利用发射光谱,分辨出等离子体内的各种粒子.并对各种粒子进行了飞行时间谱测量.在实验的基础上,建立了一个等离子体的膨胀模型.计算结果与实验符合较好.     

腔靶离子发射特性实验

在ICF总体实验中,用法拉第杯首次测量了腔靶离子飞行时间谱,相应得到飞行速度谱,进而得到腔靶内爆区的快离子特性。实验表明,腔靶等离子体从飞散速度上分三四群,不象平面靶分快慢两群。同时确认在间接驱动靶内爆区存在着从源区进入的速度高达10~8cm/s的快离子,对高效爆聚具有破坏性。     

准分子激光蒸发YBa_2Cu_3C(7-x)靶产生等离子体的膨胀过程研究

对XeCl准分子激光蒸发YBa_2Cu_3O_(7-x)陶瓷靶产生的等离子体进行了实验和理论研究.利用发射光谱,分辨出等离子体内的各种粒子.并对各种粒子进行了飞行时间谱测量.在实验的基础上,建立了一个等离子体的膨胀模型.计算结果与实验符合较好.     

高能带电粒子库仑对数量子力学效应研究

 先进燃料D-3He聚变产生的高能带电粒子在本底等离子体中慢化时间的准确性直接影响到能量平衡和高能离子压强的计算结果。结果表明：高能带电粒子与本底等离子体的离子相互作用的库仑对数量子力学效应明显。应使用高能带电粒子库仑对数力学效应来研究聚变产生的高能端部粒子慢化过程；能量大于等于25Z²_iZ²_iA_i keV的高能粒子与本底等离子体中离子的相互作用库仑对数最好也使用量子截断。     

脉冲激光烧蚀碲镉汞材料的等离子体发射谱

脉冲激光辐照处于不同背景气压下的Hg0.8Cd0.2Te材料表面,用时间和空间分辨诊断技术探测了激光照射后产生的等离子体发射谱,根据所获得的飞行时间谱测量了等离子体中粒子的出射速度,结果表明粒子速度随着出射距离的增加迅速减小,且背景气压对出射速度有很大的影响,而激光能量对粒子速度的影响不大。另外根据谱线的展宽计算了等离子体中的电子密度,结果表明,电子密度在激光辐照样品后的短时间内迅速减小,且电子密度最大的位置不是出现在靶的表面而是在距表面一定距离处。     

反场构型等离子体靶压缩过程中强磁场对α粒子能量的约束效应

基于一维弹塑性磁流体力学程序（SSS-MHD）,研究了反场构型（FRC）等离子体靶在磁驱动固体套筒压缩过程中强磁场对α粒子能量约束效应,分析了α粒子的非局域和局域自加热对FRC等离子靶压缩峰值温度的影响,以及α粒子能量在整个压缩过程中端部损失效应。等离子体部分采用多温单流体的模型,能量的计算中引入了DT离子、电子及α粒子多成分温度的能量方程,同时考虑了等离子体压缩过程热平衡下的核反应和非局域自加热问题。研究结果表明,磁化靶聚变等离子体在压缩过程中具有较好的稳定性,能够保持刚性转子的靶结构,压缩过程形成的强磁场能够将α粒子的能量约束在O点附近的区域,有利于等离子体靶的点火及燃烧;α粒子对等离子体的自加热效应主要集中在等离子体电流中心区,而非等离子体中心轴处;α粒子对DT等离子体局域和非局域自加热过程存在差异,局域自加热过程的功率大于非局域自加热过程的功率,FRC等离子靶压缩峰值状态温度相差0.5倍。在反场构型的刮离层区,α粒子的能量端部损失在FRC等离子体靶的压缩和膨胀过程中逐渐增大。     

碰撞效应对超强激光与高密度碳薄膜靶相互作用中快电子输运的影响

 在激光驱动粒子加速和快点火背景下,用带碰撞模块的1维粒子模拟程序,研究了高功率亚ps激光与高密度（近固体密度）碳薄膜靶相互作用中的碰撞效应。研究表明,通过和无碰撞粒子模拟结果的比对,在早期瞬态时段,碰撞效应通过慢化提供电阻加热的回流对快电子产生和输运起重要作用。定性上,碰撞效应还减少快电子的产额和最大能,抑制能量输运。然而,在加热后期当往返运动成为主要输运机制时,有碰撞和无碰撞两种情况的差别减小。     

高能α粒子慢化分布的一种经验近似

本文在假设高能α粒子遵从慢化分布的基础上,对慢化分布作多级麦氏分布经验近似,从而借助已有的麦氏分布的介电张量给出了慢化分布的介电张量,并用它来研究高能α粒子对离子回旋频率范围的快波传播和吸收的影响。     

其它——DⅢ-D装置高约束等离子体大幅度ELM抑制的模拟研究

高的边缘压强梯度的H模放电可提高将来聚变反应堆的经济可行性，然而高的边缘压强梯度容易产生ELM不稳定性，它通常能把大的粒子和热负荷排到偏滤器靶板，这些ELM模限制了芯部等离子体性能和降低了偏滤器靶板的寿命。为了维持稳态的高性能等离子体，横越等离子体边界的粒子和热输运能用于粒子和杂质分布控制，因此，任何消除或者缓解大而快的ELM脉冲技术必须用另一个慢的输运过程来代替瞬时的粒子和热输运，这种技术在ITER这样的燃烧等离子体装置中是高度优先的。     

超高速碰撞产生等离子体云的粒子能量时空分布

为了研究超高速碰撞产生等离子体的粒子能量对航天器电路中元器件的毁伤,获得超高速碰撞产生等离子体粒子能量的时空分布特性是十分必要的。基于超高速碰撞产生稀薄等离子体中带电粒子的运动速度、等离子体的扩散特点,推导出等离子体的粒子能量密度与带电粒子密度及带电粒子运动速度的关系式。进而通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析,利用Matlab编程得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云物理过程中,等离子体的粒子能量密度与带电粒子持续时间及被测点到碰撞点距离的时空分布规律。     

库仑对数的量子修正

对D-He^3聚变产生的高能带电粒子，它们在本底等离子体中热化初始阶段的能量损失速率或慢化时间的计算准确性直接影响到能量平衡和快离子压强的计算结果。研究表明，在描述聚变产生的高能尾部粒子初始热化阶段。最好使用较精确的库仑对数lnAi，它们的二体库仑碰撞坦子力学效应不能忽视。