國際核聚變發(fā)展前沿動態(tài)

國際核聚變發(fā)展前沿動態(tài)第1頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月A2.E=mc2A1:核聚變是指由質(zhì)量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。

.Q1:什么是核聚變？Q2:核聚變原理是什么？Q3：核聚變條件怎樣？A3：1.高溫（以億度計(jì)）2.高溫等離子體被約束到一起核聚變準(zhǔn)備知識第2頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月為什么核聚變需要這么高的溫度？要發(fā)生核聚變原子核必須相碰原子核需要很大的動能高溫使原子變成等離子體克服庫侖勢能（兩個(gè)質(zhì)子為例U=0.29MeV）克服庫侖勢能（兩個(gè)質(zhì)子為例U=0.29MeV）第3頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月舍棄容器想法，不用容器來約束粒子結(jié)論：用地球上的容器來做核反應(yīng)顯然是不現(xiàn)實(shí)的！那怎么辦？億度高溫？第4頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月等離子體是由帶電粒子組成的，帶電粒子在磁場的作用下是圍繞著磁力線轉(zhuǎn)動，而不能橫穿過磁力線（在沒有其他外界的影響下），因此，人們就想起用磁力線組成欄子，把等離子體約束在這欄子中。磁約束等離子加熱方式：

1.歐姆發(fā)熱(電流，等離子的電阻）

2.高能中性粒子發(fā)熱（碰撞交換能量）

3.大功率射頻波發(fā)熱（共振，吸收能量）

4.絕熱壓縮發(fā)熱（增強(qiáng)磁場來加熱）

5.α粒子加熱磁約束聚變第5頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種主要的磁約束聚變裝置托卡馬克裝置磁鏡仿星器箍縮第6頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月慣性約束聚變激光技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)受控?zé)岷司圩兲峁┝藯l件，激光技術(shù)能產(chǎn)生聚焦良好的能量巨大的脈沖光束。采用多路高強(qiáng)脈沖激光對稱地集射到球形氘氚靶丸上使之加熱，表面消融為高溫等離子體，高速噴射出來產(chǎn)生強(qiáng)大的反沖力，擠壓靶芯，使之溫度和密度急驟升高而發(fā)生聚變。第7頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月慣性約束聚變過程第8頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月聚變研究的進(jìn)展情況與前景1.二戰(zhàn)末期，美、英、蘇在相互保密情況下開展核聚變研究。其中美國聚變研究計(jì)劃稱為雪伍德工程，主要開展磁約束的各種途徑工作。2.1958年秋日內(nèi)瓦舉行第二屆和平利用原子能國際會議，會上美、蘇英、展示各種核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，并達(dá)成協(xié)議，互相公開研究計(jì)劃。研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向高溫等離子體基礎(chǔ)問題。3.1968年，在蘇聯(lián)新西伯利亞召開的第三屆核聚變國際會議上，蘇聯(lián)的T-3取得令人鼓舞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從此，國際上掀起托卡馬克熱潮。4.1980年相繼建成第二代托卡馬爾裝置。5.1991年11月9日，歐共體的JET托卡馬克裝置成功的實(shí)現(xiàn)了核聚變史上第一次氘氚運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。人類史上第一次用可控方式獲得的聚變能，雖然時(shí)間只有2秒。6.1993年12月9日和10日，美國TETR裝置使用氘氚個(gè)50%的混合燃料，使溫度達(dá)到3億至4億度，釋放的聚變能大約為JET輸出功率的2和4倍，能量增益Q=0.28.7.1997年9月22日，聯(lián)合國歐洲環(huán)JET有創(chuàng)造輸出功率為12.9MW的世界紀(jì)錄，Q值又獲得很大的提高。8.1997年，在合肥中日核聚變討論會上，日本方面宣布在JT-60上已達(dá)到Q=1的情況。9.科學(xué)家估計(jì)，在2040年-2050年前后核聚變電站可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。第9頁，課件共11頁，創(chuàng)作于2023年2月我國慣性約束聚變的研究發(fā)展動態(tài)1986年-1993年，為我國研究激光慣性約束聚變的研究工作主要在神光1激光器上行進(jìn)，神光1是一臺基頻光的釹玻璃激光裝置。在它的后期具備了出倍頻光的能力，它共有兩路，每路輸出激光位800J，時(shí)間寬度為1ns，1994年神光1停止運(yùn)行，開始升級為神光2的工作。神光2是一個(gè)8路激光裝置，基頻光輸出為（4.8~6)kJ能量，時(shí)間寬度為1ns。三倍頻光（λ=0.35μm）輸出能量為3kJ，時(shí)間寬度為1ns。在西南核物理和化學(xué)研究所有一臺星光激光器，它是我國第一臺具有三倍頻激光輸出的激光裝置，該激光為單路輸出，三倍激光的輸出能