作者:王佳雯 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/4/21 15:47:40
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我科学家成功实现近亿度的球形汇聚聚变火球

 

近日,北京应用物理与计算数学研究所研究员刘杰所带领的团队,在我国激光装置神光III原型上成功验证激光驱动球形汇聚等离子体聚变新方案。在实验中观测到了近亿度的等离子体聚变火球,并获得稳定的高聚变产额。文章于北京时间4月20日发表于美国《物理评论快报》,并被推荐为“亮点工作”。

据介绍,激光核聚变是利用强激光点燃氘氚燃料引发热核聚变的过程,它是人类实现可控热核聚变的重要方式。当前最新的进展来自美国的兆焦耳国家点火装置NIF, 其在2014年初宣布实现燃料芯部释放的聚变能量首次超过热斑燃料吸收能量,但所获得的聚变能量距离燃料整体成功“点火”还有近两个量级的差距。

在贺贤土院士领导的新型点火靶项目支持下,刘杰带领团队通过深入剖析NIF聚变点火所面临的关键问题,不断探索新的激光聚变技术途径,提出了激光驱动球形汇聚等离子体聚变新方案:利用强激光直接烧蚀含聚变材料的球壳内表面,产生向球心汇聚的高速膨胀的高温等离子体,它在球心碰撞阻滞之后,其动能转化为离子内能,进而诱发聚变反应。

“激光驱动球形汇聚等离子体聚变不需要高的压缩收缩比,在球心可以获得的近十亿度聚变等离子体火球,具有能量耦合效率高,聚变产额皮实稳定的优点。”刘杰说。

基于上述新概念,该团队与激光聚变研究中心的实验团队合作开展了验证实验,其聚变产额与理论预期标度律十分符合。研究人员预测,利用球形汇聚等离子体聚变,可在美国 NIF装置上获得的更高的聚变产额,并期望在更高能量装置上获得能量的得失等当。

 
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