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论文题目：激光惯性约束聚变“快点火”研究最新进展

论文编号： lw200708071155042745

论文属性：学术论文

论文国籍：

论文语言：中文

登出日期： 2007-08-07

点击次数：617

论文字数：3421

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激光惯性约束聚变“快点火”研究最新进展

一、引言
人类能源的最终解决，要寄希望于实现受控核聚变，因为D大量存在于海水中，可供人类使用几十亿年。受控聚变目前有两种方法：一种是磁约束，另一种是惯性约束。惯性约束的驱动束有粒子束、激光束、高压电脉冲产生的X射线三种。目前采用最多和最成功的激光驱动。通常激光惯性约束聚变（ICF）分为四个阶段：激光辐射、内爆压缩、聚变点火、聚变燃烧（如图1）。目前比较成熟的物理模型是中心热斑点火模型，即用激光束把DT靶丸对称压缩产生中心热斑，中心热斑产生的α离子再把能量沉积在周围冷燃料中形成增值燃烧。在这种机制中，对大尺度的球的对称性和靶的小尺度均匀性都有严格的要求。巨大的收缩比和强大的驱动压将导致推进层急剧的R－T（Raleigh-Taylor Instability）不稳定性增长。通过增加驱动能量而达到的靶增益是有限的，而且中心点火的阈值能量也很高。这些因素决定了驱动器的大小和达到靶增益的最小注入能量要几个兆焦耳。也就是说，传统的惯性约束聚变要求极高的激光辐照对称性(<1%)以限制R－T不稳定性的发展,并要求极高的激光能量（>1MJ）以达到中心点火和热核燃烧，这无疑存在着巨大的难度。目前美国在建的NIF装置（世界上最大的激光器，将于2008年开始运行）就是按照中心点火模型设计的，其设计能量为1.8MJ。如此大的激光装置对一般国家来说是很难做到的，而且美国人也不敢保证NIF就一定能实现点火，尽管中心点火模型已在地下核实验中得到可行性验证。
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