新一代的托卡马克

受控热核反应有希望成为21世纪的新能源。在各种各样研究受控热核反应的装置中,磁约束环形装置托卡马克目前仍处于领先的地位。近十年来托卡马克取得了一些技术进展:一是采用较好的真空系统使放电更为纯净。对约束系统加上磁偏滤器进一步改善了等离子体的净度。西德伽兴的Asdex托卡马克采用极向偏滤器后记录到等离子体的持续时间达到10秒。二是用辅助加热改善托卡马克性能。如用中性注入加热、普林斯顿建立的等离子体(记录)温度高达8千万度。看来,托卡     

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 .     

美国受控热核聚变的现状

近年来,美国的受控热核聚变研究取得了显著的进展。环形磁约束系统的进展最大。在Alcator-C上利用小直径孔栏使等离子体离开室壁的方法改善了等离子体的约束性。用增大等离子体大半径的方法亦可改善约束性。实验结果表明有可能建立具有较好运行特性的托卡马克反应堆。Alcator-C的最近实验是确定能量约束的精确几何比例特性。普林斯顿的大环托卡马克PLT利用低次混合波激发在1秒时间内激励电流200KA,亦即关闭欧姆加热变压器,只用射频激励电流来维持等离子体。     

微波等离子体波导中的第二类E波

1978年,卡皮察在接受诺贝尔奖金的讲演中阐述了除以托卡马克为代表的磁约束装置和激光核聚变装置外,还有他们所开辟的有希望获得受控热核反应的新途径,其装置称为nigotron. 这条途径可称为微波等离子体核聚变,它     

Ka波段五道外差时序多色仪测量HT-6B托卡马克电子迴旋辐射

我们于1983年12月提出并实验验证了外差时序多色仪的设想后,又进而研制了Ka波段五道外差时序多色仪并成功地应用诊断HT-6B托卡马克的电子温度时空分布。在磁约束受控聚变的研究中,等离子体电子温度的时空分布诊断对研究等离子二次加热,能量输运,MHD不稳定性的物理过程有重要意义。该诊断的主要手段之一是测量等离子体     

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.     

关于磁场束缚等离子体的问题

文献[1]指出:“我们的微观理论研究以及国外同时进行的工作都表明,单靠磁场来束缚稳态等离子体已属不可能之事。”从宏观磁流体力学考虑,稳定的磁约束平衡位形是可达成的。棒形磁场、磁剪切与磁阱位形是近十几年中磁流体力学稳定性理     

沉积物磁组构与其动力沉积特征对应关系研究

现代不同沉积环境下沉积物磁组构参数量值对比表明 ,风成沉积的P ,F ,L值均明显低于水成沉积的相应值 ;在磁组构参数关系图上 ,风成沉积样品数据点集中分布于坐标原点附近的有限区域 ,指示沉积动力弱而稳定 ,水成沉积的多远离坐标原点 ,指示沉积动力较强 .现代不同沉积环境沉积动力特征的分析表明 ,沉积物磁组构参数P ,F ,L ,q的量值及变化受控于沉积动力类型及动力沉积特征 .沉积物磁组构测试是判断古沉积环境的有效方法 .     

沉积物磁组构与其动力沉积特征对应关系研究

现代不同沉积环境下沉积物磁组构参数量值对比表明 ,风成沉积的P ,F ,L值均明显低于水成沉积的相应值 ;在磁组构参数关系图上 ,风成沉积样品数据点集中分布于坐标原点附近的有限区域 ,指示沉积动力弱而稳定 ,水成沉积的多远离坐标原点 ,指示沉积动力较强 .现代不同沉积环境沉积动力特征的分析表明 ,沉积物磁组构参数P ,F ,L ,q的量值及变化受控于沉积动力类型及动力沉积特征 .沉积物磁组构测试是判断古沉积环境的有效方法.     

自由边界直圆柱等离子体扭曲不稳定性增长率的有限差分计算方法

直圆柱等离子体由于分析计算简单,又是小展弦比环形等离子体的一个很好的近似。近年来,除磁约束聚变等离子体外,对于太阳表面磁结构的磁流体力学稳定性的计算,也多半是以直圆柱的计算作为初步。Shafranov对于最简单的电流分布j_x=常数,导出了固定边界和     

北京北安河地表沉积物的岩石磁学特征及环境意义

地表沉积物的磁性能够记录自然环境变化以及人类活动对环境的影响. 北京北安河地表沉积物的类型为全新世洪积、湖积粉砂和黏土. 岩石磁学研究表明这些沉积物中的磁性矿物以磁铁矿、赤铁矿和磁黄铁矿为主. 该剖面磁参数变化特征和已报道的北京其他区域的典型污染剖面显著不同, 例如, 磁化率和饱和等温剩磁随剖面深度增大而逐渐减小, 表明研究剖面的沉积物中磁性矿物的浓度从地表向深处逐渐降低. ARM/SIRM等指示磁性矿物粒度的磁参数的值从上往下逐渐增大, 表明磁颗粒粒度向下逐渐变细. 磁黄铁矿从22 cm深度处往下突然出现, 指示了沉积剖面中存在氧化-还原界面. 因此, 北安河地区地表沉积物的磁性变化受控于还原成岩作用和成壤作用两种地质过程. 这为在北京地区利用磁性来调查污染状况提供了一个可供参考的“基准点”.     

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。     

环向等离子体转动对离子能量输运的影响

托克马克等离子体的能量反常输运是等离子体物理及受控热核聚变研究中多年未解决的难题.通常认为,等离子体湍动导致了反常输运.但是,目前依然不清楚:湍动是反常输运的唯一机制或仅为机制之一?因此,其它途径的探索依然是必要的.本文从经典途径分析了等离子体环向流动(或转动)对离子能量输运的影响.这里的基本思想是这样的:托克马克等离子体的转动可使等离子体等压强面(或等内能面)与磁面分离、等T_i面与磁面分离(T_i为离     

窄带可调谐滤光器在太阳磁场测量中的应用

磁场测量是太阳科学观测中最重要的一部分,围绕磁场展开的相关研究是太阳物理的研究热点.磁像仪是一种可以进行高分辨磁场观测的精密测量器件,在地基和空间太阳观测中得到了广泛的应用.窄带可调谐滤光器是磁像仪获得窄带光的核心光学部件,其特性会对磁像仪的性能产生影响.滤光器分为两大类,具体可包括4种结构,不同结构具有不同的性能特征,可根据磁像仪的需求进行选择.本文调研了国内外著名地基、球载、空间太阳磁场望远镜,总结了太阳磁像仪中常用的各种窄带可调谐滤光系统的实现方式,滤光器的结构、原理、轮廓特性以及在磁像仪中的应用场景,归纳了不同太阳磁像仪滤光系统的设计特点和关键技术,以期为未来太阳磁像仪滤光系统的研制提供参考.     

非保守非完整系统的Poincaré不变量

约束系统对称性的分析和约束保守系统的Poincaré不变量,作者已进行了研究,近来,Bahar和Kwatny也将Noether定理推广到约束非保守系统,并给出了相似的结果,这里     

21世纪的目标——月球农业

人类要开发太空,首先必须在太空中创造一个适合人类长期生存的环境。为此,科学家正进行着受控生态生命保障系统(CELSS)的研究。该系统综合利用生     

聚变反应堆输出净功率调查

工程师们正在调查由核聚变反应堆产生持续电力的潜力,在未来几十年里希望有一个实验性工厂出现——在英国工程和物理科学研究协会(EPSRC)提供资金的项目中,伦敦大学玛丽皇后学院的研究人员在关注利用发自托卡马克装置的电力——即通过强磁场约束起反应的等离子体。国际热核聚变实验堆(ITER)财团目前正在法国建造一座托卡马克(受控热核反应装置),希望能产生出10     

语言时间扩展——一种功能时间程序设计方法

1 问题计算机软件系统中存在两类执行时间约束.一类为系统各部分之间时间先后的相对约束、如互斥、同步等;另一类为系统某一部分执行时间上的绝对约束,此类典型实例为实时系统.传统程序设计注重于描述系统的功能,对于第一类约束,常采用隐式的方法,如PV操作、管程等实现.这种隐式的方法,增加了系统设计和语义验证的难度,影响软件开发效率.对于第二类约束,目前往往是设计并使用一种新的语言:实时程序设计语言来完成.     

正则形式的Noether定理及其应用

经典Noether定理是用Lagrange变量给出的。奇异拉氏量系统(包括所有规范理论)是约束Hamilton系统。本文导出该系统用正则变量表叙的Noether定理,这有助于分析系统的Dirac约束。考虑二阶奇     

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.