惯性约束核聚变

 “每个研究理论问题的人……不可抗拒地被迫接受近代自然科学的成果”。我们正处在一个知识爆炸、高新技术迅猛发展的时代,2001年2月26日到3月6日,在北京展览馆举办的“八六三计划50周年成就展”,向人们展示了中国在新世纪所拥有的高科技与新技术。1986年为了迎接世界新技术革命和高技术竞争的挑战,王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允4位科学家,提出加快发展我国高技术的建议,邓小平同志高瞻远瞩,果断决策,于同年3月亲自批准启动了我国高技术研究发展计划,即863计划,中国的高技术研究发展由此掀开了崭新的篇章。     

受控核聚变两大途径的对比与结合

目前人们探索受控核聚变主要是从两个方向着手：磁约束受控核聚变和惯性约束受控核聚变，但目前还无法判定到底哪一种途径更为可取，文章首先对这两种途径进行对比，指出各自的特点和困难，在此基础上提出了一种结构相对简单，成本相对较低的三轴六极磁镜系统设想，希望能将磁约束和惯性约束和惯性约束结合起来，以实现受控核聚变反应。     

惯性约束核聚变多路打靶激光光束引导方法的研究

提出了一种用于惯性约束核聚变(ICF)的多路激光光束引导的新型传感器。通过内置面阵CCD来监测激光光点位置,并利用共轭光路法引导光束到预定位置。在引导过程中光束不直接打到靶上,避免了靶的不同形状对光束引导的影响。提出了激光光束的引导方法和流程。设计了零位角测量光路,并用于测量激光光束的入射角。     

惯性约束核聚变靶场监测系统空间坐标系的建立与标定方法

在惯性约束核聚变(ICF)实验中,高精度的靶场坐标系统是保证打靶准确性的关键因素。提出了靶场坐标系的建立方法,采用三台CCD监测仪对靶场监测。设计了正八棱柱模拟靶对靶场坐标系进行标定;设计了由显微和准直系统相结合的监测仪光学系统,使监测仪同时具有测量靶位和准直的功能。提出了采用双频激光标定准直光学系统的方法。     

托卡马克高约束运行模式和磁约束受控核聚变

磁约束受控核聚变是最终解决人类能源问题的有希望的途径之一.托卡马克的高约束运行模式可以大大降低下一代磁约束聚变实验装置和将来的聚变示范反应堆的规模和造价.文章简要介绍了托卡马克高约束模式的特征,实现条件及亟待研究解决的科学技术问题,包括触发高约束模式的物理机理,功率阈值与等离子体参数的关系等,以及在高约束运行模式下观察到的边缘局域模的驱动机制、控制或缓解技术等.     

托卡马克高约束运行模式和磁约束受控核聚变

磁约束受控核聚变是最终解决人类能源问题的有希望的途径之一.托卡马克的高约束运行模式可以大大降低下一代磁约束聚变实验装置和将来的聚变示范反应堆的规模和造价.文章简要介绍了托卡马克高约束模式的特征,实现条件及亟待研究解决的科学技术问题,包括触发高约束模式的物理机理,功率阈值与等离子体参数的关系等,以及在高约束运行模式下观察到的边缘局域模的驱动机制、控制或缓解技术等.     

取之不尽·用之不竭的理想能源——激光惯性约束核聚变

 能源,是人类生存活动中不可缺少的、重要的资源.几千年来人类为了求得生存和发展,不断地探求向大自然索取能源.二十世纪以来,人们开发利用了太阳能和原子能.原子能又分裂变能和聚变能.从四十年代起,裂变能已为人类所掌握和利用.五十年代开始,人们又在进一步探索聚变能的利用问题,已经有不少国家建造了受控核聚变研究装置,而且近年来的研究工作都有不同程度的进展,尤其是惯性约束核聚变的研究,目前又有新的突破.从前认为利用聚变能是遥远的事,而现在看起来要比从前乐观了许多.我国人口众多,能源缺乏.在人口稠密、工业发达的地区,常因能源问题、工厂开工不足致工业生产和人民生活,带来困难。     

受控热核聚变

1能源的需求 能源对于人类的生活和社会的发展极为重要.随着工业的进步,能源的需求益见迫切.煤、石油、天然气、风力、水力已早为人们习惯使用,地热、太阳能以及裂变核能亦已相继开发利用.但它们或受地区的限制,或存在污染的缺点使用都有不便,或与环境保护有碍,尤其矿石类燃料及天然气等在地球上储量有限,不断开掘,迟早会枯竭.表1表示全世界能源的估计.目前世界主要能源的消耗每年约需3×10 11GJ,表1数据依此估出,以后的消耗将续有增加,按其储量足供人类使用不过百年,而且煤和石油是化工的原材料,用作燃料,付之一炬,未免可惜.如果使用增殖堆发电,可以维持几万年,似是久远之计,但放射性废料的处理实是棘手问题.不久前美国三里岛事故和前苏联的切尔诺贝利泄漏使人深俱戒心.     

核爆模拟－惯性约束聚变在核武器上的应用

扼要介绍了核爆模拟的基本概念,主要研究内容及驱动器与靶物理研究的进展,同时,对核爆模拟的发展前景进行了简短的评述。     

惯性约束聚变实验用平面薄膜的制备及其表面图形的引入

平面薄膜是ICF分解实验的重要靶型,以半导体技术结合重掺杂自截止腐蚀制备厚度为3－4um的Si平面薄膜,以热蒸发结合脱膜工艺制备Al平面薄膜,两者的表面粗糙度分别为30nm和10nm左右;进一步采用离子束刻蚀在平面薄膜的表面引入网格或条状图形,获得测量成像系统像传递函数的刻蚀膜,控制离子束刻蚀工艺的参数以实现图形的精确转移。     

飞秒激光氘团簇聚变

简要介绍了原子团簇的产生方法和特点以及激光惯性约束核聚变的基本原理,氚团簇在飞秒激光的作用下,大量吸收激光能量,产生了高离化态高能离子,从而实现了氚团簇桌面台式聚变。     

介电受限对量子点中受限激子的影响

在有效质量近似下,采用有限深势阱模型研究了强受限制范围内,介电受限对球形,立方形半 量子点中受限激子的影响,结果表明在考虑表面极化效应以后,量子点的形状对受限激子的影响是不可忽略的。     

烧蚀引起R－T不稳定性实验条件的初步研究

激光和辐射烧蚀引起的Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｔａｙｌｏｒ（Ｒ－Ｔ）不稳定性是激光聚变的重要研究课题，本文讨论了Ｒ－Ｔ不稳定性实验的有关要求，在考虑烧蚀致稳的情况下，对特定的塑料薄膜靶用解析公式计算了Ｒ－Ｔ不稳定性线性发展阶段的积分增长指数随扰动波长、驱动源强度和持续时间的变化。给出某些感兴趣的物理图象，提供的信息可供有关实验和靶设计参考。     

在惯性系中分析落体偏东现象

在惯性系中分析了落体偏东现象，简单明了，使工科学生也能理解．     

Z箍缩内爆等离子体研究新进展

目的,快过程Z箍缩内爆等离子体可以把储存的脉冲功率加速器内155的电能转化为大能量、高功率的X射线源,美国Sandia实验室的Z装置已经产生了总能量为1.8MJ、功率为290TW和黑腔湿度超过200eV的X射线源,这些进展正在用于惯性约束聚变（ICF）实验研究,并对它的后续装置X－1正在进行概念性设计,文章概要地叙述了Sandia实验室近五年来在Z装置上进行Z箍缩实验所取得的进展。     

电子束潘宁阱非中性等离子体中电子聚心约束实验

介绍了电子束潘宁阱非中性等离子体实验。利用具有小正则角动量电子束的注入,在装置中形成了有稠密核心的电子等离子体。当潘宁阱中电磁场匹配是,约束电子的散射最强。注入电子束的束流强度超过一定的阈值时,电子聚心状态才能形成。阈值与潘宁阱电场成正比。     

托卡马克能量约束及自举电流效应的初步考虑

基于Lee等人的离子温度梯度模导致的反常热能输运系数,本文研究了辅助加热托卡马克等离子体的能量约束行为,并对自举电流的效应作了初步考虑。结果表明,计算得到的能量约束时间随等离子体电流I_p和托卡马克大半径R增大而增长,随注入功率P_t、环向场B_t以及等离子体小半径α的增大而缩短。这些结果与Kaye-Goldston的经验约束定标具有相同的趋势。自举电流的存在总是导致能量约束时间的增加,当自举电流与总电流的比值γ较小时,能量约束时间的增加率约为γ/2。此外,自举电流将造成锯齿反转半径的减小。