激光核聚變drc課件

目錄一激光核聚變的原理1、激光的性質(zhì)2、核聚變產(chǎn)生的條件3、激光誘導(dǎo)核聚變二激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀1、國(guó)外激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀2、中國(guó)激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀三激光核聚變的意義1、民用激光核聚變2、科研激光核聚變3、軍用激光核聚變目錄一激光核聚變的原理1、激光的性質(zhì)2、核聚變11、激光的性質(zhì)一激光核聚變的原理●空間相干性和方向性●時(shí)間相干性和單色性●激光的高亮度

2、核聚變產(chǎn)生的條件●核聚變?nèi)剂想㈦啊衽R界條件高壓、高溫3、激光誘導(dǎo)核聚變

激光核聚變就是利用激光照射核燃料使之發(fā)生核聚變反應(yīng)。1、激光的性質(zhì)一激光核聚變的原理●空間2我國(guó)獨(dú)立研制的核聚變裝置我國(guó)獨(dú)立研制的核聚變裝置3核聚變反應(yīng)示意圖核聚變反應(yīng)示意圖41、國(guó)外激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀二激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀●在激光核聚變研究領(lǐng)域，美國(guó)無(wú)疑居于領(lǐng)先地位。美國(guó)不僅擁有“諾瓦”激光器、世界上功率最大的X射線模擬器，而且，早1998年，美國(guó)能源部就開(kāi)始在勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)“國(guó)家點(diǎn)火裝置工程”。1、國(guó)外激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀二激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀●5美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置實(shí)驗(yàn)室的俯視圖

美國(guó)人造小太陽(yáng)耗資12億美元，是世界上最大的激光點(diǎn)火裝置，整個(gè)激光裝置的大廳有215米長(zhǎng)，120米寬，每次激光脈沖持續(xù)時(shí)間大約為十億分之一秒，最大輸出能量為1800千焦，其瞬間最大輸出功率為54000億千瓦，是美國(guó)所有電廠輸出功率的500倍。如此大功率的激光裝置完全能點(diǎn)燃人造小太陽(yáng)。

美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置實(shí)驗(yàn)室的俯視圖

美國(guó)人造小太陽(yáng)耗6美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置NIFNIF可以把180萬(wàn)焦耳的能量，通過(guò)192條激光束聚焦到一個(gè)2毫米大的冷凍氫氣球上，從而產(chǎn)生高達(dá)攝氏1億度的熱力，類似恒星和巨大行星的內(nèi)核以及核爆炸時(shí)的溫度和壓力。

美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置NIFNIF可以把1807●法國(guó)激光核聚變研究以軍事化為主要目標(biāo)。為確保法國(guó)TN－75和TN－81核彈頭能始終處于良好狀態(tài)，早在1996年，法國(guó)原子能委員會(huì)就與美國(guó)合作實(shí)施一項(xiàng)龐大的模擬計(jì)劃———“兆焦激光計(jì)劃”，即高能激光計(jì)劃。●法國(guó)激光核聚變研究以軍事化為主要目8●早在20世紀(jì)70年代，日本就投入了大量財(cái)力、人力和物力進(jìn)行激光核聚變研究。1998年，日本研制成功了核聚變反應(yīng)堆上部螺旋線圈裝置（LHD）和高達(dá)15米的復(fù)雜真空頭，標(biāo)志著日本已突破建造大型核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的技術(shù)難點(diǎn)?！裨缭?0世紀(jì)70年代，日本就投入了大量92、中國(guó)激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀

●我國(guó)著名物理學(xué)家王淦昌院士1964年就提出了激光核聚變的初步理論，從而使我國(guó)在這一領(lǐng)域的科研工作走在當(dāng)時(shí)世界各國(guó)的前列?！?974年，我國(guó)采用一路激光驅(qū)動(dòng)聚氘乙烯靶發(fā)生核反應(yīng)，并觀察到氘氘反應(yīng)產(chǎn)生的中子?！?/p>

此外，著名理論物理學(xué)家于敏院士在20世紀(jì)70年代中期就提出了激光通過(guò)入射口、打進(jìn)重金屬外殼包圍的空腔、以X光輻射驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)激光核聚變的概念?！?986年，我國(guó)激光核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“神光”研制成功。2、中國(guó)激光核聚變的發(fā)展現(xiàn)狀

●我國(guó)著名物理學(xué)家王10中國(guó)人造太陽(yáng)實(shí)驗(yàn)裝置中國(guó)人造太陽(yáng)實(shí)驗(yàn)裝置11人造太陽(yáng)使溫度瞬間達(dá)1億度人造太陽(yáng)使溫度瞬間達(dá)1億度121、民用激光核聚變?nèi)す夂司圩兊囊饬x●提供清潔的能源，解決能源危機(jī)

一個(gè)氘原子核和一個(gè)氚原子核碰撞，結(jié)合成一個(gè)氦原子核，并釋放出一個(gè)中子和17.6兆電子伏特的能量。地球上蘊(yùn)藏的核聚變能約為蘊(yùn)藏的可進(jìn)行核裂變?cè)厮茚尦龅娜亢肆炎兡艿?000萬(wàn)倍，如果把自然界中的氘用于聚變反應(yīng)，釋放的能量足夠人類使用100億年。1、民用激光核聚變?nèi)す夂司圩兊囊饬x●提供清潔的能源132、科研激光核聚變●實(shí)驗(yàn)室模擬聚變反應(yīng)過(guò)程，研究許多極端條件物理問(wèn)題?？茖W(xué)家可以用它模擬核爆；科學(xué)家可模擬超新星、黑洞邊界、恒星和巨大行星內(nèi)核的環(huán)境，將為科學(xué)界提供大量之前無(wú)法獲取的數(shù)據(jù)；