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惯性约束聚变

目前,控制热核聚变最有希望的方法似乎是通过称为惯性约束聚变(ICF)的方法,或者更通俗地说是“激光聚变”。Edward Teller指出,激光聚变本质上是内燃机方法来获得核聚变能。ICF方案基于以下顺序:

  1. 一个小颗粒的氘氚(DT)同位素被注入一个爆炸室
  2. 用强激光将弹丸压缩到非常高的密度
  3. 高密度和压缩热导致热核爆炸的点火
  4. 反应产物(包括中子、x射线和带电粒子)携带的动能以热量的形式沉积在毯子中,在蒸汽热循环中,它充当热源来发电。ICF内燃机将使用一系列微爆炸来产生动力。

利用ICF内爆来模拟热核武器已经引起了相当大的兴趣。压缩DT弹丸有两种方法:直接驱动激光聚变和间接驱动激光聚变。在直接驱动法中,许多强激光束被对称地聚焦在填充有氘和氚气体混合物的空心塑料小球上。强烈的聚焦能量烧蚀了炮弹,随后的火箭作用使弹壳内部发生内爆,压缩了气体。如果压缩气体的密度达到液态DT的1000倍,同时对气体进行足够的加热,就可以获得大量的核能。在间接法中,一个小球在一个封闭体(称为“空腔”)内居中。一些强激光束进入外壳并撞击墙壁,产生x射线。随后的x射线“云”对称地烧蚀弹丸外壳,产生所需的压缩和加热。世界领先的间接驱动研究中心是.

惯性约束聚变图

在聚变反应中,氘和氚结合产生氦、中子和多余的能量

欧米茄激光湾喷枪画

欧米茄
优德官网 激光能量实验室
纽约州罗切斯特罗切斯特优德官网

世界上领先的直接驱动实验装置位于罗切斯特优德官网 激光能量学实验室(LLE)。优德买球 的欧米茄激光系统产生60束激光,产生的总能量超过30000焦耳,聚焦在一个小球上。球团已经被压缩到液体密度的100倍,温度超过4kev(4x107k)。大量的核产量已经被记录在案。欧米茄激光系统也用于间接驱动和高能量密度物理的研究。

欧米茄激光系统的建造成本超过5000万美元,其运行和初始成本都由美国能源部提供支持。欧米伽激光是世界上最强大的紫外激光系统,并将一直持续到2009年在LLNL完成更强大的激光(价值35亿美元的国家点火设施或NIF)。即便如此,仍将继续利用欧米茄对ICF、高能密度物理、实验室天体物理学等进行强有力的研究,以及相关技术。

来自,的,和涉及激光聚变的各个方面。

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国家点火设施

国家点火设施
劳伦斯利弗莫尔国家实验室
加利福尼亚州利弗莫尔

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