国际核聚变发展前沿动态

国际核聚变发展前沿动态第1页，课件共11页，创作于2023年2月A2.E=mc2A1:核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。

.Q1:什么是核聚变？Q2:核聚变原理是什么？Q3：核聚变条件怎样？A3：1.高温（以亿度计）2.高温等离子体被约束到一起核聚变准备知识第2页，课件共11页，创作于2023年2月为什么核聚变需要这么高的温度？要发生核聚变原子核必须相碰原子核需要很大的动能高温使原子变成等离子体克服库仑势能（两个质子为例U=0.29MeV）克服库仑势能（两个质子为例U=0.29MeV）第3页，课件共11页，创作于2023年2月舍弃容器想法，不用容器来约束粒子结论：用地球上的容器来做核反应显然是不现实的！那怎么办？亿度高温？第4页，课件共11页，创作于2023年2月等离子体是由带电粒子组成的，带电粒子在磁场的作用下是围绕着磁力线转动，而不能横穿过磁力线（在没有其他外界的影响下），因此，人们就想起用磁力线组成栏子，把等离子体约束在这栏子中。磁约束等离子加热方式：

1.欧姆发热(电流，等离子的电阻）

2.高能中性粒子发热（碰撞交换能量）

3.大功率射频波发热（共振，吸收能量）

4.绝热压缩发热（增强磁场来加热）

5.α粒子加热磁约束聚变第5页，课件共11页，创作于2023年2月几种主要的磁约束聚变装置托卡马克装置磁镜仿星器箍缩第6页，课件共11页，创作于2023年2月惯性约束聚变激光技术的发展为实现受控热核聚变提供了条件，激光技术能产生聚焦良好的能量巨大的脉冲光束。采用多路高强脉冲激光对称地集射到球形氘氚靶丸上使之加热，表面消融为高温等离子体，高速喷射出来产生强大的反冲力，挤压靶芯，使之温度和密度急骤升高而发生聚变。第7页，课件共11页，创作于2023年2月惯性约束聚变过程第8页，课件共11页，创作于2023年2月聚变研究的进展情况与前景1.二战末期，美、英、苏在相互保密情况下开展核聚变研究。其中美国聚变研究计划称为雪伍德工程，主要开展磁约束的各种途径工作。2.1958年秋日内瓦举行第二届和平利用原子能国际会议，会上美、苏英、展示各种核聚变实验装置，并达成协议，互相公开研究计划。研究重点转向高温等离子体基础问题。3.1968年，在苏联新西伯利亚召开的第三届核聚变国际会议上，苏联的T-3取得令人鼓舞的实验结果，从此，国际上掀起托卡马克热潮。4.1980年相继建成第二代托卡马尔装置。5.1991年11月9日，欧共体的JET托卡马克装置成功的实现了核聚变史上第一次氘氚运行实验。人类史上第一次用可控方式获得的聚变能，虽然时间只有2秒。6.1993年12月9日和10日，美国TETR装置使用氘氚个50%的混合燃料，使温度达到3亿至4亿度，释放的聚变能大约为JET输出功率的2和4倍，能量增益Q=0.28.7.1997年9月22日，联合国欧洲环JET有创造输出功率为12.9MW的世界纪录，Q值又获得很大的提高。8.1997年，在合肥中日核聚变讨论会上，日本方面宣布在JT-60上已达到Q=1的情况。9.科学家估计，在2040年-2050年前后核聚变电站可实现商业化。第9页，课件共11页，创作于2023年2月我国惯性约束聚变的研究发展动态1986年-1993年，为我国研究激光惯性约束聚变的研究工作主要在神光1激光器上行进，神光1是一台基頻光的钕玻璃激光装置。在它的后期具备了出倍頻光的能力，它共有两路，每路输出激光位800J，时间宽度为1ns，1994年神光1停止运行，开始升级为神光2的工作。神光2是一个8路激光装置，基頻光输出为（4.8~6)kJ能量，时间宽度为1ns。三倍频光（λ=0.35μm）输出能量为3kJ，时间宽度为1ns。在西南核物理和化学研究所有一台星光激光器，它是我国第一台具有三倍频激光输出的激光装置，该激光为单路输出，三倍激光的输出能