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.     

椭圆波导FEM放大器的非线性特性研究

以椭圆波导、平板摇摆器为FEM放大器的模型,导出了自洽的注波互作用三维非线性方程组。在此基础上编制了相应的程序。利用该程序分析了FEM放大器的饱和功率、效率以及带宽等高频特性。考虑了摇摆器渐变、空间电荷波、电子初始速度零散对高频特性的影响。     

椭圆波导FEM放大器的非线性特性研究

 以椭圆波导、平板摇摆器为FEM放大器的模型，导出了自洽的注波互作用三维非线性方程组。在此基础上编制了相应的程序。利用该程序分析了FEM放大器的饱和功率、效率以及带宽等高频特性。考虑了摇摆器渐变、空间电荷波、电子初始速度零散对高频特性的影响。     

可用于热声发动机的加热方式

加热装置在热声发动机中起着举足轻重的作用。文中首先介绍了目前热声发动机已经采用的几种加热方式并给出了应用范例 ,同时还对其它可能的加热方式及其工作原理作了简要介绍 ,具有一定的参考价值     

国际热核聚变实验堆(ITER)计划

聚变能目前是认识到的可以最终解决人类能源和环境问题的最重要的途径之一，经过许多科学工作者半个多世纪的努力，磁约束聚变研究取得了重大的进展，集成当今国际受控磁约束核聚变研究的主要科学和技术成果，合作建立与未来实用聚变堆规模相比拟的受控热核聚变实验堆ITER(international thermonuclear experimental reactor)，成为国际上大家的共识，文章就ITER及相关的情况进行一些介绍。     

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…     

氘、氚代聚苯乙烯热核聚变材料分子动力学研究

根据工作实际需要出发，开展了与惯性约束聚变物理实验用靶材料密切相关的3方面的初步研究，并且取得了一定成果。这3个方向为：(1)自悬浮定向流纳米金属粉末制备的理论模拟；(2)分散剂对间苯二酚-甲醛(RF)有机气凝胶掺杂过程的影响；(3)微波等离子体刻蚀技术初步研究。     

热核聚变实验堆中超导母线绝缘层的红外热波检测

本项研究的目的在于探索热核聚变实验堆中超导母线绝缘层的主动式 红外热波检测方法.文中用装有热水的薄膜袋对预埋脱黏缺陷的试件表面进行接触热激励; 给出了在面热源作用下长圆柱内一维瞬态导热的近似理论模型;通 过对理论模型的模拟和分析,发现对热波降温信号进行微分处理可有效提高缺陷和 非缺陷信号对比度;与闪光灯激励的结果进行比较,显示接触热激励的检测深度优于 闪光灯脉冲热激励.     

热核聚变装置“贝加尔”概念设计

贝加尔（Baikal）装置是当今世界上在建的最大的脉冲功率驱动热核聚变和高能量密度研究装置,从最初建造贝加尔装置概念的提出,其技术路线和主要参数经历了一系列的发展和演变过程。综合介绍了贝加尔装置概念设计提出的历史背景、发展演变过程和目前的研究进展,描述了贝加尔装置的主体性能和技术路线,着重分析了装置主要部件的结构和性能参数。     

自由电子激光的计算机模拟

本文使用1(2/2)维电磁相对论粒子程序对自由电子激光进行计算机模拟。在线性段,计算机模拟与用解析理论计算的增长率符合很好。与没有轴向引导磁场的自由电子激光相比,加一弱轴向引导磁场时,Wiggler场的强度可降得较低。加一强轴向引导磁场时,波能量达到饱和水平所需时间较短。     

自由电子激光三维数值模拟

在不降低计算精度条件下,保持FELEX程序的基本框架,我们采用了自接法,变量变换,制表等一系列改进措施,使自由电子激光三维模拟计算缩短了一到二个量级的CPU时间,并在PC386/25上实现了运行程序。     

远红外自由电子激光器的整体数值模拟

 基于中物院远红外自由电子激光装置，采用一种注重横向问题的整体数值模拟方法进行了计算。并将结果与随机抽样的计算结果作了比较，发现两者差异较大，自由电子激光的性能强烈地依赖于电子束性质。采用这种整体数值模拟方法对于较准确地计算和预计自由电子激光器诸光学参量是必要的。     

一种新的永久周期磁铁聚焦的高功率宽带放大器

 提出了一种新的高功率宽带放大器，它由速调管和自由电子脉塞组成，用永久周期磁铁聚焦。研究了这种器件的电子束聚焦、群聚和辐射。在速调管提供一阶调制系数为30%，波导管的半径1.51cm，摇摆器的磁场振幅0.16T，周期7.92cm，电子束的电压490kV，电流50A和半径0.368cm的条件下，预估这种器件的辐射波频率为11.4GHz，输出辐射功率为18MW，输出辐射带宽为44%。     

北京自由电子激光摇摆磁铁场分布测量装置

我们设计加工了一套测量摇摆磁铁整体场分布的测量装置，并对北京自由电子激光（ＢＦＥＬ）摇摆磁铁进行了实际测量，定态测量误差优于１×１０￣（－４），动态测量误差５×１０￣（－４）。     

自由电子激光中预群聚电子束的传播性质

研究了在自由电子激光(FEL)中预群聚电子束的传播性质,并得到如下结论:在预电子束的传播过程中,基波调制电流的振幅随传播距离增加,其相位保持不变;谐波调制电流的振幅及相位均保持不变。     

线极化静电摇摆器自由电子激光的理论分析

给出一种结构简单,具有自聚焦能力的短周期线极化静电摇摆器的场分析,并对相应的自由电子激光理论和自聚焦原理作了初步探讨。     

喇曼型无引导场自由电子激光实验的理论计算

用三维程序CAGⅡ对西南应用电子学研究所在EPA-74脉冲加速器上所作的FEL(自由电子激光)实验进行了数值模拟,分析计算了输入功率、摇摆器磁场振幅、自发辐射频率、电子能量、束流强度和发射度等参数变化时对饱和位置、饱和功率和效率的影响。在对实验参数中的电子能量作合理调整的条件下,数值模拟的增益系数大约为70dB/m,是实验值的80％。因此饱和位置比实验推后20％到40％。饱和功率高出大约3倍。经折算后大约为1MW,与实验结果比较接近。考虑到实验的复杂情况可认为理论结果同实验结果基本符合。     

自由电子激光器起振阈值参数关系

在全面考虑了电子束的能散度，发射度以及Ｗｉｇｇｌｅｒ的随机场误差和谐振腔损耗等系统参数后，求解了暖束及场误差条件下的自由电子激光（ＦＥＬ）自治方程组。用稳态场条件定标了ＦＥＬ起振的阈值参数关系。最后用四台典型的小信号ＦＥＬ实验参数验证了本文得到的阈值参数关系。     

A method to from a rectilinear electron beam with small pulsations for free electron masers

When a solid electron beam is formed by a two-electrode axially-symmetrical gun immersed in uniform axial magnetic field, the anode aperture, cutting off the near-axis part of the beam acts as an electrostatic lens and causes unwanted pulsations of the beam. Initial oscillations of electrons are especially unfavorable for free-electron masers (FEMs), in which they lead to a too large spread in the oscillating and, correspondingly, in the translational velocities of the particles. A method for compensation of the parasitic action of the anode aperture by means of a small correcting coil and formation of an electron beam with minimum pulsations is suggested in this paper. Results of estimations and numerical simulations demonstrating the effectiveness of the method when using it in an electron-optical system of a millimeter wavelengths cyclotron autoresonance maser (CARM) are discussed.