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受控热核聚变是有长远意义的大型综合性的研究课题,其最终目标是获取轻核聚变释放的能量,从而根本解决能源问题.受控热核聚变是在高温等离子体状态下进行的,热核等离子体物理是当前等离子体物理的主要研究领域.现阶段聚变研究的中心任务,是掌握高温等离子体的规律.以寻求实现热核点火的方案.目前主要通过两种不同的途径进行探索:一种是磁约束方法,这是主要途径,其中最重要的是托卡马克型装置;另一种是惯性约束方法,利用激光或高能粒子束实现聚变.等离子体物理的另一个重要研究领域是空间及天体等离子体物理. 一、新型托卡马克与通向点火之路… 相似文献
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自快点火概念提出以来,与快电火概念相关的物理研究已成为激光惯性约束聚变研究的前沿热点问题。对于惯性约束聚快点火方案,超热电子的产生和输运及能量沉积研究是目前最受关注的课题之一。因为超短超强激光产生的超热电子电流很大(有时远远超过Alfven极限),持续时间短,涉及高密度,在输运中伴随着强烈的电场和磁场。再加之Wibel不稳定性的成丝效应,都将严重影响超热电子的输运和能量沉积效率,使得快点火涉及到的超热电子输运和能量沉积的物理过程变得异常复杂。超热电子产生、输运涉及到固体密度等离子,因此高密度区的输运过程实验探测就显得非常重要。 相似文献
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丁永坤 江少恩 刘慎业 杨家敏 李三伟 黄天晅 缪文勇 张继彦 王哲斌 杨冬 王峰 曹柱荣 李志超 杨正华 陈伯伦 张惠鸽 张保汉 陈晓东 《强激光与粒子束》2013,25(12):3077-3081
美国在国家点火攻关计划(NIC)的实施尽管未能实现点火目标,但建立了前所未有的点火靶物理精密实验能力,深化了点火靶物理认识,进一步明确了需要进一步解决的关键问题。激光聚变研究中心利用神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置条件,围绕黑腔等离子体能量学和内爆动力学开展实验与诊断技术研究,部分关键诊断技术取得突破,精密的实验能力显著增强,进一步丰富的配套实验结果在深化靶物理认识和校验数值模拟程序方面发挥了重要作用。 相似文献
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超热电子的产生与定向发射 总被引:3,自引:0,他引:3
在超短超强激光与等离子体相互作用的过程中,等离子体中的一部分电子通过各种机制吸收能量转变成为高能的超热电子.它们不仅是惯性约束核聚变“快点火”过程中的能量载体,对激光脉冲在等离子体中的传输、能量沉积、转化等一系列过程也都发挥着重要的作用.文章对超短超强激光与等离子体相互作用过程中超热电子产生的主要物理机制以及影响超热电子定向发射的因素进行了介绍. 相似文献
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快点火与超强激光等离子体相互作用问题 总被引:2,自引:0,他引:2
“快点火”是近年来提出的激光聚变点火的一种新方式。它的特点是靶丸的压缩和点火分开进行:第一步由通常的多束激光对称辐照靶丸获得高密度;而后由单束超强激光(Iλ≈10^18-20Wum^2/cm^2)加热芯部实现点火。第传统的“热斑点火)比较,快点火在压缩方面具有很多优越性:大量节省驱动能量,降低了对驱动均匀性的要求,并且可以达到更高的能量增益。但是超强激光点火却涉及一些非常复杂的问题:在预压缩形成的等郭体中打洞(hole boring);在高密度燃料的边沿产生足够数量的高能量电子(MeV),这些电子的传输加热等。文章简短地讨论了这些问题,并研究了几十kJ激光能量实现点火的可能性。 相似文献
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千焦耳高能拍瓦激光装置是实现激光惯性约束聚变“快点火”的基本技术手段。“快点火”前期基础物理实验要求:激光驱动装置输出激光脉冲的能量大于1kJ,脉冲宽度在1~10ps。而实现完全意义上的点火则需要万焦耳级的脉冲能量。激光技术上,啁啾脉冲放大(CPA)技术为实现高能、高峰值功率的激光输出提供了技术手段。然而,压缩器光栅较低的损伤阈值和较小的物理尺寸限制了快点火驱动装置的输出能量。目前,商品化介质膜光栅的损伤阈值仅约为1.2J/cm^2( 1ps), 相似文献
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在双锥对撞点火激光核聚变方案中,两个锥口相距约100μm放置的金锥内氘氚球冠靶在高功率纳秒激光烧蚀驱动下,获得沿金锥的球对称压缩和加速,形成沿着金锥轴向的超音速高密度喷流,出射喷流在两个金锥的几何中心发生对撞减速并形成聚变密度等离子体.在对撞过程中,高速运动喷流的动能转化为内能,实现对等离子体的预加热,与此同时,皮秒拍瓦激光产生的高能快电子从垂直方向入射并加热高密度等离子体,使其快速升温达到聚变温度,实现聚变点火. 2020年在中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光联合实验室神光Ⅱ升级激光装置上,我们利用总能量为10 kJ的八路纳秒激光进行了两轮实验.实验利用包括X射线汤姆逊散射、硬X射线单色背光成像、X射线条纹和分幅成像等多种主动、被动诊断方法对超音速高密度喷流对撞过程进行了高时空分辨研究,实验测量发现,在单锥口形成的超音速等离子体喷流密度为5.5—8 g/cm~3;在对撞过程中形成了阻滞时间约200 ps的高密度等离子体,中心密度达到了(46±24) g/cm3.通过对等离子的温度、速度的分析发现,对撞过程中动能到内能的转换效率高达89.5%. 相似文献
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以冲击点火物理特性的研究为基础, 分析冲击点火对高功率激光驱动器的物理需求, 然后从总体层面概括给出基于现役装置(神光III等间接驱动中心点火高功率激光装置) 研究冲击点火面临的关键技术问题. 研究表明, 基于现役装置的冲击点火主要面临两个层面的问题, 首先是非均匀光路排布下实现均匀辐照的工程层面问题, 其次是在现役装置上高效实现冲击点火激光脉冲的激光技术层面问题. 通过研究 分别对两个层面的问题提出相应的解决思路, 为后续研究奠定基础. 相似文献
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惯性约束聚变(ICF)是不同于磁约束聚变的另一种实现可控热核反应的方式,作为未来的能源有着光明的前景。目前研究最多的最激光引起的聚变。高功率激光可以在物质中产生千万大气压级的高压,能用于研究高压物理,激光产生的X江可用于研究辐射物理和作为高亮度的X光源。近年来,激光更用于在实验室中产生X光激光。激光与等离子体的相互作用是激光聚变研究的基础,数值模拟则是ICF研究中不可缺少的手段。 相似文献
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在40多年激光惯性约束核聚变研究的发展历程中,中国科学院上海光学精密机械研究所的研究人员始终坚持走自主探索的道路,依靠自己的技术和工业基础,建成了以“神光”系列为代表的大型综合性激光装置,取得了一系列国际水平的研究成果,推动了中国激光科学技术的快速发展. 相似文献
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四十载自主探索路——中国科学院上海光学精密机械研究所激光惯性约束核聚变的探索历程 总被引:1,自引:0,他引:1
在40多年激光惯性约束核聚变研究的发展历程中,中国科学院上海光学精密机械研究所的研究人员始终坚持走自主探索的道路,依靠自己的技术和工业基础,建成了以"神光"系列为代表的大型综合性激光装置,取得了一系列国际水平的研究成果,推动了中国激光科学技术的快速发展. 相似文献