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激光聚变的回顾与展望 小论文的review以及我们的一些想法，核聚变是彻底解决能源问题的可能途径之一，也是物理学的光荣与梦想。，实现可控核聚变的方式主要有两个，一个是磁约束聚变，另一个是惯性约束聚变激光聚变惯性约束的一种其发展速度很快，值得我们关注。 展望 我们组的选题为激光聚变的回顾与展望我们做了大量的调研工作，也进行了一些自己的推导（推导主要是的）由于星期考试，我们没有时间做成大家展示把我们的一些调研和想法写到本小论文里 1.1核聚变研究历史简述--迈向激光聚变 核聚变是彻底解决能源问题的可能途径之一，也是物理学的光荣与梦想。，实现可控核聚变的方式主要有两个，一个是磁约束聚变，另一个是惯性约束聚变激光聚变惯性约束的一种 大致说来，可控聚变的研究就是学习怎么操控等离子体。、托卡马克等装置都是试图用磁场来控制等离子体，然而， ２０世纪７０年代能源危机发生时，通往核聚变的另一条平行的研究计划也诞生了，科学家希望这条新的途径能够避免磁约束等离子体中遇到的一些问题。这些技术用许多束激光去压缩和加热一个由氘和氚构成的靶丸。这就是激光聚变研究的。 可以 第一代驱动器以探究聚变物理为牵引目标，釆用“MOPA”(主振荡放大）结构，其特征为：单程放大，能量提取效率低，结构分离，单位能量造价较高。典型装置为美国利弗莫尔实验室的Shiva以及Nova,罗切斯特大学的OMEGA,日本大阪大学的Gekko-XII，以及中国的SG-II。 第二代驱动器以实现点火为牵引目标，主要特点为多程放大，模块化，组合结构，能量提取效率较高。典型装置为美国LLNL的NIF,法国的LMJ。 第三代驱动器以聚变能演示为牵引，设计目标为lOHz高重频，能量效率高〉10%，输出能量大于10MJ。美国的LIFE计划以及欧洲的HiPER计划都是以第三代驱动器作为其驱动装置。 1.2曙光 据美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室7月12日报告，美国国家点火装置7月5日发射了192束激光，并使其融合成了一个激光脉冲，产生了500万亿瓦特峰值功率，这比美国在任何特定时刻内使用的总电量还要高1000多倍，并且是人类历史上发射的能量最大的激光脉冲。在9月底的一次试验中，核聚变产生的能量首次超过了燃料吸收的能量！ 这是历史性的进展，也带来了新的问题： 还是激光聚变？ ITER 这是一个问题。 我们主要介绍一下激光聚变。 理论推导 的可以用一句话定性地说明： 当然，我们需要定量的推导。为我们验证性推导原理 2.1核聚变理论推导 最容易实现的聚变反应为氘(D,Deuterium)和氚(T,Tritium)生成一个氦核以及一个中子的反应。目前主流聚变装置就是利用这个反应来实现聚变能，以下我们也已这个为例推导。 推导 伟大的科学家omov得到低能区全部的核反应为： 质心系碰撞能量S、G为常数，随元素而异。 氘氚，单位体积单位时间发生核聚变的次数为： 为克罗内克符号。 ：） 有具体的热力学分布函数可得值。 发生一次氘氚聚变所释放的能量，假设： 若聚变可以自持，则应满足等离子体的聚变放能大于等离子体 设等离子体的约束时间为： ： 所谓的Lawson判据！ ，由此我们也可以得到更为实用的其中密度，靶丸半径。由得 代表靶丸等离子体中的声速 由于实验中不可避免有各种能量损耗，因此实际的判据应该比以上结果大。但给了我们一个很好的半定量近似。 数值，计算之后，可以得到聚变条件要求 一般情况下，要实现聚变点火，热核燃料需要达到高温，高密度的状态，具体来说需要满足以下三个条件： 1) Lawson判据： 2)等离子体温度： 3) pr 乘积： 2.2激光聚变理论 对于激光惯性约束聚变，强激光或者X射线从各个方向照射靶丸，激光或者X射线烧烛聚变燃料，一些燃料被向外抛出，与此同时另一部分燃料则向内运动压缩剩余燃料直至满足聚变点火条件，聚变发生，产生大量能量。 激光的驱动方式可以分为直接驱动和间接驱动。对于直接驱动方式，光束在立体角内均勻地辐射燃料勒；对于间接驱动方式而言，光束辐射一个柱状的黑腔，腔壁上涂有高Z材料用以产生X射线并以黑体辐射的方式照射靶丸。采用间接驱动的目的在于其具有良好的辐射对称性以及稳定性，代价是其整体的能量效率较低。 要实现聚变反应需要满足如下要求:1.驱动器能量高效耦合到靶丸，对驱动器而言这要求使用亚微米的波长和采用较低的光强防止燃料被提前加热；2.通过优化点火参数高效地利用耦合到燃料的能量，等离子体约束的目的在于压缩靶丸，任何提前加热都应该被维持在最低限度内；3.满足辐射的对称性，保证中心点火的产生；4.控制流体力学不稳定性如:Rayleigh-Taylor不稳定性。惯性约束聚变研究的终极目的为获得高增益的聚变能。 显然要达到这种物质状态，需要外界提供强大的驱动源产生足够的压强来压缩靶燃料。除了