國(guó)際核聚變發(fā)展前沿動(dòng)態(tài)

國(guó)際核聚變發(fā)展前沿動(dòng)態(tài)第1頁(yè)，課件共11頁(yè)，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?cè)硎鞘裁矗縌3：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(shí)第2頁(yè)，課件共11頁(yè)，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?cè)雍吮仨毾嗯鲈雍诵枰艽蟮膭?dòng)能高溫使原子變成等離子體克服庫(kù)侖勢(shì)能（兩個(gè)質(zhì)子為例U=0.29MeV）克服庫(kù)侖勢(shì)能（兩個(gè)質(zhì)子為例U=0.29MeV）第3頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舍棄容器想法，不用容器來(lái)約束粒子結(jié)論：用地球上的容器來(lái)做核反應(yīng)顯然是不現(xiàn)實(shí)的！那怎么辦？?jī)|度高溫？第4頁(yè)，課件共11頁(yè)，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(chǎng)的作用下是圍繞著磁力線轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能橫穿過(guò)磁力線（在沒(méi)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(chǎng)來(lái)加熱）

5.α粒子加熱磁約束聚變第5頁(yè)，課件共11頁(yè)，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(yè)，課件共11頁(yè)，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(duì)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(lái)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(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月慣性約束聚變過(guò)程第8頁(yè)，課件共11頁(yè)，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(kāi)展核聚變研究。其中美國(guó)聚變研究計(jì)劃稱為雪伍德工程，主要開(kāi)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(guó)際會(huì)議，會(huì)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(kāi)研究計(jì)劃。研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向高溫等離子體基礎(chǔ)問(wèn)題。3.1968年，在蘇聯(lián)新西伯利亞召開(kāi)的第三屆核聚變國(guó)際會(huì)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(guó)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(guó)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(guó)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(huì)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(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)慣性約束聚變的研究發(fā)展動(dòng)態(tài)1986年-1993年，為我國(guó)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(tái)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(kāi)始升級(jí)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(tái)星光激光器，它是我國(guó)第一臺(tái)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