惯性核聚变
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（余波等，神光Ⅲ主机双束组激光间接驱动內爆实验研究，强激光与粒子束，2015.9）
结论：神光Ⅲ装置性能稳定，设计符合要求。我国ICF研究进 入快车道。
9
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
10
脉冲激光器在科研领域的应用
激光惯性约束核聚变 Inertiaቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Confmement Fusion ICF
1. 物理基础
1
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
2. 限制条件：
（1）英国科学家劳逊提出的判据： A . 1亿度左右的温度 B. 足够高的粒子密度，并维持一定时间。 （n*t=10^14 s/cm3 )
（2）以上两个条件相互制约
2
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
3. 原理：
• 等离子体超高温膨胀，需要一定的时间。（克服惯性加速以及膨胀分 离）如果能在这超短时间之内即完成聚变反应，问题将迎刃而解。 • 激光具有功率高，脉冲短的优势，在等离子体来不及飞散之前，即完 成加热、聚合燃烧等全过程聚变反应。
4.现状：
英国广播公司：2013年，可控核聚变实验已经取得了具有里程碑 意义的突破：输出能量超出输入能量。在 9月底，美国利弗莫尔国家 实验室的国家点火装置(National Ignition Facility)利用192束高能激光 聚焦到氢燃料球上，创造高温高压以点燃核聚变反应。
6
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF 激光器基本参数： 波段：350nm； 脉宽：ns量级 脉冲能量：192束，总脉冲能量超过2MJ
7
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
5.激光器
1985年至1988年间，美国“百人队长”计划，利用地下核爆辐射的X射 线辐射氘、氚靶丸，实现 10—100 倍能量增益并与 LASNEX 程序计算 对比，明确了需要有百万焦耳级的驱动能量才能满足点火要求。
8
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
我国ICF激光器神光Ⅲ进展：
2015年8月基本建成，钕玻璃激光装置，6个束组，共计48束， 三倍频激光能量180KJ / 10ns（美国1.8MJ / 192束、法国 1.8MJ/240 束）波长：351nm 实验：初次实验获得最高耦合辐射温度229eV，最高中子产额 9.7*10^8.
3
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
1972年，美国LLNL实验室提出强激光束氘、氚气体的微 球靶进行内爆压缩的概念。
4
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
5
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
结论：神光Ⅲ装置性能稳定，设计符合要求。我国ICF研究进 入快车道。
9
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
10
脉冲激光器在科研领域的应用
激光惯性约束核聚变 Inertiaቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Confmement Fusion ICF
1. 物理基础
1
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
2. 限制条件：
（1）英国科学家劳逊提出的判据： A . 1亿度左右的温度 B. 足够高的粒子密度，并维持一定时间。 （n*t=10^14 s/cm3 )
（2）以上两个条件相互制约
2
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
3. 原理：
• 等离子体超高温膨胀，需要一定的时间。（克服惯性加速以及膨胀分 离）如果能在这超短时间之内即完成聚变反应，问题将迎刃而解。 • 激光具有功率高，脉冲短的优势，在等离子体来不及飞散之前，即完 成加热、聚合燃烧等全过程聚变反应。
4.现状：
英国广播公司：2013年，可控核聚变实验已经取得了具有里程碑 意义的突破：输出能量超出输入能量。在 9月底，美国利弗莫尔国家 实验室的国家点火装置(National Ignition Facility)利用192束高能激光 聚焦到氢燃料球上，创造高温高压以点燃核聚变反应。
6
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF 激光器基本参数： 波段：350nm； 脉宽：ns量级 脉冲能量：192束，总脉冲能量超过2MJ
7
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
5.激光器
1985年至1988年间，美国“百人队长”计划，利用地下核爆辐射的X射 线辐射氘、氚靶丸，实现 10—100 倍能量增益并与 LASNEX 程序计算 对比，明确了需要有百万焦耳级的驱动能量才能满足点火要求。
8
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
我国ICF激光器神光Ⅲ进展：
2015年8月基本建成，钕玻璃激光装置，6个束组，共计48束， 三倍频激光能量180KJ / 10ns（美国1.8MJ / 192束、法国 1.8MJ/240 束）波长：351nm 实验：初次实验获得最高耦合辐射温度229eV，最高中子产额 9.7*10^8.
3
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
1972年，美国LLNL实验室提出强激光束氘、氚气体的微 球靶进行内爆压缩的概念。
4
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF
5
激光惯性约束核聚变 Inertial Confmement Fusion ICF