中国的神光——神光Ⅱ高功率激光实验装置

惯性约束聚变(ICF)研究的长远目标,是实现可控核聚变,为人类提供理想的能源。神光Ⅱ高功率激光装置是由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高技术863计划支持的大科学工程项目。该装置是目前我国规模最大、国际上为数不多的高性能高功率固体激光装置,是我国中近期惯性约束聚变重要实验平台。     

惯性约束聚变

为获取取之不尽、用之不竭的能源,几十年来,世界各国竞相研究受控核聚变.实现受控核聚变的途径有多种,《惯性约束聚变》一文介绍的就是其中的一种,文章对这一领域的研究进展作了评述.     

激光点火燃烧核燃料获得重大突破

正[本刊讯]近日,美国劳伦斯一利弗莫尔国家实验室在Science和Physical Review Letters上发表论文,宣布他们的激光惯性约束聚变研究工作获得重大突破,实验中发现了激光点燃核燃料的迹象,核聚变反应释放出的能量比燃料(用于引发核聚变反应)吸收的能量多,核聚变反应产生的能量约是以前记录的10倍。核聚变是1930年代发现的核反应现象。两个质量很小的原子核发生反应,在合成一个质量更大的新原子     

美国能源部启动惯性聚变能项目

<正>继2022年劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的核聚变实验里程碑之后，美国能源部正在建立新的科研中心，以便激励私营部门在激光驱动氢燃料压缩上取得进展。2023年5月，美国能源部聚变能科学项目宣布公开征集专注于惯性聚变能（IFE）的提案。几十年来，美国能源部一直支持通过压缩小型氢燃料标靶来诱发核聚变的研究，不过那是通过核武器研究项目来实现的。去年劳伦斯-利弗莫尔国家实验室在激光核聚变点火实验取得成功之后，人们对资助能源生成技术研发的兴趣增加不少。     

对受控核聚变研究途径的再思考

本文将目前受控核聚变的研究途径分成三大类 :磁约束核聚变 (MCF)、惯性约束核聚变 (ICF)和非常规核聚变途径 .并对三类聚变途径进行分析讨论 ,指出在研究受控轻核聚变时应该结合对原子核结构的研究 ,重视对非常规核聚变途径的探索 ,尤其是对 μ子催化核聚变的研究 .文章还指出了下一步 μ子催化核聚变的主要研究方向 .     

人工核聚变何日实现

正有专家表示,用核聚变为人类供给能源的可行性已经大大增加了。英国政府最近宣布投资2亿英镑用以打造一座核聚变电站,并计划在2040年之前实现此目标。政府及合作企业告诉BBC,他们的短期目标是在5年内使这个能发电的聚变反应堆的示范模型正常工作。尽管如此,这条"聚变发电"之路也是道阻且长。     

发展核聚变能的障碍已被扫清

<正>在一份最新的报道中披露,用激光产生聚变能的主要障碍已被扫清,这可能预示着一个大规模能源生产新时代的到来——"受控核聚变能产生如同太阳内部的环境,这一目标很久以来就被认为可能是一项根本性的能源革命。但是,在将强大的激光用于聚变能时,还存在一些疑惑,因为由激光所产生的"等离子体"会阻断聚变的进行。而《科学》杂志上的一篇文章认为,等离子体问题还远     

面向聚变堆的托卡马克稳态先进运行模式的发展

人类文明和经济的持续快速发展有赖于新能源的发现和广泛应用。清洁、高效、几乎无尽的核聚变能源可以成为当前化石能源的有效替代,能够成为人类的终极能源。名为托卡马克(Tokamak)的磁约束装置是当前人类用于研究核聚变产生能源的主要方式之一。为了提高其运行的安全性和经济性,科学家们设计了多种能够使聚变等离子体长时间稳态运行的先进运行模式。这类运行模式的长足发展依赖于高温等离子体物理和核聚变相关技术等领域的研究进展,尤其是对于自举电流和外部驱动电流的研究。托卡马克稳态先进运行模式将成为未来国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)和中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)主要的运行模式。     

太阳为何会发光

许多年前,科学家推断,太阳和其他恒星的原始能源是氢核的聚变。进行了不少试验,旨在证实这一基本假设。然而,却发现这一假设有严重的失误。从理论上讲,这样的聚变,会产生一股幽灵般的亚原子粒子——中微子流——轰击地球,但却始终没有能观测     

软X射线12分幅相机研制进展

惯性约束聚变过程发生在纳秒时间范围内,对等离子体不稳定性和爆聚不对称性研究需要测量等离子体温度和密度两维空间分布及其随时间的变化过程,为此发展了X射线皮秒分幅技术.分幅相机一般采用扫描技术分幅和微带线结构的门控MCP(微通道板)技术分幅,由于扫描型分幅相机技术指标已接近极限(空间分辨3～6lp/mm,动态范围 20～30),最近国际上研     

自然信息

MIT核聚变装置获重要成果1983年11月3日,美国麻省理工学院(MIT)的环形托卡马克反应堆,即阿尔卡托(Alcator)C,终于获得了聚变能量盈亏平衡所需的最小等离子体浓度和约束时间,这一成功被誉为聚变物理发展三十年     

μ子催化聚变评述

引入到相当冷、致密氘氚混合物中的μ子可以代替原子中的电子,形成μ子分子,这些μ子分子很容易参加核聚变反应。已经取得每个μ子催化引起～150个聚变的产额,重新唤起了μ子催化聚变作为一种可能能源的兴趣。     

热核聚变与冷核聚变

能源问题是世界面临的重大问题之一。数百年内,目前的主要能源都将被消耗殆尽。核能中的聚变能被视为人类的最终能源,但由于热核聚变反应条件十分苛刻,至今尚未取得进入实用阶段的突破性进展。因此,实现室温下核聚变的消息一经宣布,立即就导致席卷全球的冷核聚变热。本文从核能利用的原理、聚变反应实现的条件和目前的实验装置等方面对核聚变作了介绍,同时还介绍了冷核聚变研究的情况。     

向着核聚变迈进的重大超导应用课题

人类对受控热核聚变反应寄予很大的希望,因为它能给世界带来既干净又丰富的能源.在当今,有可能最先实现受控热核聚变反应的装置,是磁约束托卡马克系统,而超导进入这一系统,将挽回磁约束线圈上的巨大能耗。     

温密物质特性研究进展与评述

温密物质属于高能量密度物理的一部分,包含着广泛而丰富的物理现象.它是惯性约束聚变(ICF)、重离子聚变、Z箍缩动作等过程中物质存在和发展的重要阶段,其热力学、光学和辐射等性质,决定着该阶段物质的宏观流体运动,以及物质与辐射场相互作用中的能量输运和转换.因此,温密物质性质的不断深入研究、相关参数如状态方程和辐射输运性质的不断精密化,在ICF、Z箍缩等高技术、以及地球、行星内部结构等研究中具有重要的科学意义和应用背景.本文重点介绍和评述了在实验室条件下温密物质产生、诊断及数值模拟技术的研究进展,以及冲击波物理与爆轰波物理重点实验利用二级轻气炮驱动飞片撞击靶板产生强冲击波、压缩气体产生温密物质状态诊断与数值模拟技术的新进展,最后对未来温密物质发展方向进行了展望、总结和建议.     

月球上的宝贵资源

月球上的宝贵资源ＪｕｓｔｉｎＭｕｌｌｉｎｓ著徐俊培译唯一可获得价廉、清洁的聚变反应堆所需的燃料的地方，那就是月球有朝一日人们将开发月球。人们将从月球开采一种宝贵的燃料，从而使聚变能源最终得以实现。这一天已是指日可待：不是５００年后，而是下世纪初、名古...     

磁约束等离子体中的射频波电流驱动和流驱动

射频波可以进入聚变等离子体,通过无碰撞机制将能量和动量沉积于其中,在加热等离子体的同时,还可以驱动等离子体电流和等离子体流.等离子体电流的非感应维持是托卡马克类型聚变装置稳态运行的关键,而电流剖面的控制及等离子体流的存在对于抑制磁流体不稳定性、建立和维持高性能的约束模式至关重要,因此射频波电流驱动和流驱动在磁约束聚变等离子体物理研究中有重要意义.本文从等离子体中波与粒子相互作用的基本物理出发,对磁约束等离子体中射频波电流驱动和流驱动的研究现状、面临的挑战、以及可能的研究趋势进行了简要评述.几个关键问题被特别指出,包括:共振吸收机制与高密度下射频波电流驱动效率衰减的内在联系;非共振驱动机制的可行性探讨;从动量获取和动量弛豫的平衡关系出发探索共振机制下提高驱动效率的可能性;流驱动中射频波的直接驱动和间接驱动效应,尤其是射频波有质动力效应;射频波耦合和传播过程中复杂的非线性过程对电流驱动和流驱动的影响等.     

激光核聚变

激光核聚变是目前国际上的一个重大科研课题。本文从企图实现受控热核反应的角度介绍激光核聚变的向心聚爆方案发展过程及有关的若干物理问题。此外,惯性约束的激光核聚变在军事上的应用已越来越受到重视,本文对这方面的研究情况也作了简略介绍。     

面对手头拮据的国会山——“国家点火装置”至今未获结果

点燃燃料腔室中的氢原子转化为氦,从而生成一颗物理学家比拟中的微型恒星。面对人们质疑"国家点火装置"至今未果的现状,劳伦斯利弗莫尔国家实验室主任彭罗斯·奥尔布赖特强调:人们应该相信我们最终能达到目标,关键是何时实现的问题。而我们探索的物理世界这一部分过去从没有人做过。50多年来,物理学家们一直渴望实现可控聚变,因为这一难以实现的目标可为我们提供无限和廉价的能源。为了实现这一目标,美国科学家建造了一台巨型激光器——国家点火装置(NIF)——其设备规模堪比足球场大小,而激光所要轰击的靶标却是一个比胡椒子还小的燃料腔室。     

中国人造太阳工程调试成功

据息,我国中科院等离子物理研究所经过8年艰苦奋斗建造成全超导的托克马克试验装置,并调试成功。这种装置也“称人造太阳”。之所以被称“作人造太阳”,是因为这个装置产生能量的原理和太阳产生能量的原理一样。太阳能够发出强光,辐射到宇宙空间中去,巨大的能量来自于核聚变反应。这类托克马克聚变装置可以把氘的聚变燃料加热到4亿￣5亿℃的高温区,在这样的温度下发生大量的聚变反应,这将会带来巨大的清洁能源,会给世界带来更加广阔的能源空间。中国人造太阳工程调试成功