惯性约束聚变的前景

本文简要地综述惯性约束聚变（ＩＣＦ）的现状，重点在美国的国家点火装置（ＩＮＦ）工程和法国的Ｍｅｇａｊｏｕｌｅ工程，讨论靶性能的一些关键性方面，例如靶囊爆聚的对称必和生及霍尔劳姆的相互作用，至于ＩＣＦ电力生产的长期前景，指出了重离子束驱动器的优点和相应的研究规划，也介绍用拍它瓦、皮秒激光脉冲预压缩燃料的快点火新概念。德国马克斯普朗克量子光学研究所（ＭＰＱ）的激光等离子体小组是欧洲原子能联营给ＩＣＦ保     

粒子束惯性约束聚变研究的进展

本文对于粒子束聚变研究的进展及当前尚待解决的关键问题作了概括论述。轻离子束是惯性约束聚变潜在的理想的驱动器,因为产生轻离子的脉冲功率源价格较低,产生的效率也高。对于能有效地产生高亮度的离子束二级管的研究作了描述。对轻离子束的阻止本领作了计算,其中包括靶中束缚电子和自由电子的效应。实验结果表明,当束的电流密度比较高时,阻止本领比冷靶时增大2倍。内爆的研究已经开始,做过圆柱的内爆实验。     

美国粒子束惯性约束聚变研究的重点转向轻离子

美国新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚研究所的一位发言人说,桑迪亚研究所已作出决定,把粒子束惯性约束聚变计划的重点放在对轻离子研究上,而不是对电子束的研究。用离子束所做的爆聚实验,最近产生了每平方厘米100万安培的电流密度。他说,这个成果表明,在产生和聚焦轻离子方面已经取得了重大进展。     

一个短间隙离子束减速系统

当今,甚低能离子束(几十ey—几个keV)在材料科学中发挥着越来越大的作用。低能离子注入和低能离子束沉积(尤其是经过质量分析的)在离子溅射等应用基础研究和各种功能膜的制备等方面有着宽广的应用前景。应用实验室电磁同位素分离器制备核物理实验用各种稳定同位素靶(几十—几百μg/cm~2的薄靶)时为了提高收集效率(要使自溅射系数小于1),也需     

氩双等离子体离子源

这是一台为聚焦重离了束溅射制靶装置研制的离子源。双等离子体离子源产生1～2mA的氩离子束,并被加速到10keV的能量。通过调节单透镜的聚焦作用和离子源的放电状态,可以使到达靶上的氩离子束直径(束密度最大值的1/10处的全宽度)在2mm左右,束密度最大值的1/2处的全宽度为1mm左右。源连续工作超过24小时。     

日本激光聚变进展情况

【《日本原子》1989年7月号第18页报道】大阪大学激光工程研究所所长 SadaoNakai 教授于1989年7月12日宣布,该研究所用 Gekko-XII 绿玻璃激光系统,在惯性约束聚变、先进型燃料靶丸高密度压缩实验中,向心爆聚燃料靶丸达超高密度,即达到固体密度的600倍,已获成功。在燃料温度为5000万度,以及压缩燃料     

脉冲离子束作用下的靶温度场-应力场耦合分析

靶温对无冷却装置的密封式中子发生器的靶寿命有重要影响。为对脉冲离子束作用下靶进行热-力耦合分析,采用以时-空二维高斯轴对称分布的功率密度为热源的间接耦合的有限元方法,获得了不同脉冲离子束工作状态下的靶温度场和应力场有限元分析结果。结合密封式中子发生器的靶温要求和热应力引起的靶膜热-力破坏效应,优化了密封式中子发生器中的脉冲离子束工作参数。     

激光核聚变的研究动向和展望

【日本《能源》 1 997年 8月号第 81— 83页报道】　激光核聚变研究已从 1 990年前后进入一个新阶段。即通过激光聚爆成功地产生高密度等离子体 (图 1 ) ,随后研究工作渐渐地集中于热火花的产生。这是由于超均匀激光照射技术进步 ,因激光束的增加使实现“中央控制点火”条件逐步明朗。以 CPA(线性调频脉冲放大法 )的诞生为基础的超高强度激光技术的发展 ,使‘拍瓦激光器’ (1 PW= 1 0 15W)的建造成为可能 ,也使“高速点火”成为现实。 (见图 ) ,此外 ,因 1 993年美国解除了惯性约束聚变 (ICF)研究的机密限制 ,欧洲激光聚爆核聚变研究也…     

铯束溅射负离子源

本文描述了一台铯束溅射型负离子源的实验工作,介绍了该源的工作原理和测试装置。给出了负离子束流强与铯束、靶锥材料及尺寸间关系,测定出各种负离子束的质谱及发射度。     

低能高束流氩离子源的结构及性能

离子源技术是等离子体研究中的一项重要内容,而低能大束流源则是离子源技术研究中的一个重要方向,因为这样的源在离子束刻蚀、离子束溅射镀膜以及荷能粒子与物质相互作用方面都有广泛的应用;本文采用空心阴极空心阳极结构,用热阴极电子发射弧放电驱动并用磁场约束产生等离子体,用曲面发射引出离子束,研制成了氩气放电溅射离子源;研究了灯丝加热电流、弧压对弧流的影响和弧流与工作气体压力对离子束引出的影响规律.离子源的引出电压在0-4.0 kV之间连续可调,最大引出束流为100 mA,束斑面积为φ6.0 cm,以Ti为溅射靶时的最大溅射沉积率为0.45 nm/s,离子源可连续工作160 h.     

短波长激光核聚变研究现状

【美国《激光集锦》1983年第19卷第10期第95页报道】美国国家惯性约束核聚变研究计划有两个目的,一是近期内武器物理方面的应用,二是论证惯性约束核聚变技术用于商业能源生产的可行性。计划要求分别在1983、1984和1986财政年度末完成ANTARES、NOVA 和 PBFA 这三个激励装置的建造工作,并分别用 CO_2、玻璃(变频)和脉冲能(离子束)法进行实验。实验将有助于发展基本物理数据库以及了解将在     

用31.2MeVα粒子的前向散射测量薄层及薄膜厚度

利用离子束进行散射分析,虽然早就有人做过,但是直到七十年代才有了真正的发展。1973年、1975年、1977年和1979年召开的四次专业性国际会议上,已经发表过大量文章。 离子束散射分析能够区分靶核的质量数,可用作定量分析。其最重要的特点是能够给出靶核浓度随着深度分布的信息,特别适用于分析轻基体材料中的重元素杂质。并且,还具有无损、直观、可靠等优点。它的可分析深度一般是从几十埃至几微米的物质近表面区域。所以,近几年来散射分析在表面分析研究中得到迅速的发展和广泛的应用。例如,在电子材料、材料科学、核能材料研究等方面,它都有很多应用。     

美国开发出新型传感器

【洛斯阿拉莫斯国家实验室2006年1月31日报道】美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)与内华达州立大学以及一所德国大学和一家德国研究所合作,联合开发出一种利用激光束加速离子的新方法。这种新方法对小型离子加速器、医用物理和惯性约束聚变(ICF)的发展将起到非常重要的推动作用。在最近一期《自然》杂志上发表的一篇论文讲述了这种用激光加速单能离子束的方法。研究人员利用LANL的三叉戟(Trident)激光装置生成的碳离子束拥有每个核子36MeV的能级。科学家们几年前就已对MeV范围的激光驱动离子束有所了解,但是LANL的试验首次为利用激…     

200keV离子束生物工程装置的研制

离子束生物诱变研究是不同于传统辐射生物学的一门新兴学科。目前，我国在这方面的研究尚处于世界领先地位。本文报导了一台用于离子束生物诱变研究的２００ｋｅＶ离子束装置。该装置对强流离子束采用先分析后加速的总体设计方案，一台热阴极来复式弧放电双等离子源用于产生Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｃ、Ｐ和Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ等离子，最大靶流１０ｍＡ（Ｎ＋）。本文给出了这台装置的详细结构、物理设计参数和运行参数     

离子束溅射制作光谱选择性PbS薄膜

PbS能应用于制造激光用的Q转换开关及高效率太阳能吸收薄膜,澳大利亚P.J.Martin等人用1500eV氩离子在真空系统中作整块PbS靶的离子束溅射制取PbS薄膜。 他们用一个2.5cm的Kanfman离子源,沉积期间氩压力为1×10~(-4)mmHg,溅射靶是纯度为99.999％的整块PbS盘,靶面上流强密度为10～20mA/cm~2。薄膜沉积在1μm厚的铝基涂层上,此涂层在尺寸为20mm×     

3×10~(12)s~(-1)强中子发生器后分析系统调试结果

一、引言兰州大学强中子发生器于1988年通过部级鉴定,氘离子束达30 mA,中子产额达3×10~(12)s~(-1)。然而,由于它是采用混合离子束,靶寿命只有十几个小时。在聚变堆第一壁材料研究中,要求的累计中子注量超过10~(17)cm~(-2)。因此,辐照时间需几百小时。因为氚靶价格昂贵,用混合离子束进行材料辐照损伤研究,其费用是很高的。     

10cm×30cm矩形射频离子束源的研制

本文介绍了射频(Radio frequency,RF)感应耦合等离子体(Inductive couple plasma,ICP)离子束源的设计研究.该射频离子束源可工作于Ar,在使用四栅引出系统时,可获得100-1000 eV的离子束.当射频功率为900 W,在Ar为工作气体时,束流可达到600 mA.在束流为120 mA时,距源26 cm处,在主轴方向27 cm的范围内不均匀性小于±6%.该离子束源可作为大面积离子束刻蚀、离子束抛光等的离子束源.     

动态测量强脉冲离子束辐照产生的冲击波

当强脉冲离子束(Intense pulsedion beam,IPIB)辐照材料表面时,在靶材料表面引发快速升温、熔融、气化、烧蚀以及随后的快速固化,并产生热应力与冲击波.本文通过构建并改进以聚偏二氟乙烯(Polyvinylidenefluoride,PVDF)膜为核心的测量系统,成功地对强脉冲离子束辐照所产生的冲击波进行了动态的探测,实验测量与我们自行开发的理论模拟计算相比较,获得较好的吻合.     

螺旋管源的离子引出和PIC模拟

离子引出系统的设计通常要求计算机编码的帮助。本文描述了基于配备有三栅引出系统的螺旋管源的实验装置，该装置作为一个离子源使用，介绍了一个基于胞中粒子法（PIC）的数值方法。对于不同的气体，将利用离子源所获得的结果与模拟结果进行了比较并用于证实计算机编码，该数值编码是离子源设计包中的首要组成部分，它涉及到栅的腐蚀和离子束流在靶上的分布。     

激光直接驱动内爆中子产额实验诊断

利用激光驱动充 DT燃料的内爆靶丸 ,完成了“神光 ”激光装置首轮内爆出中子实验。通过超快猝灭塑料闪烁探测器测到了直接驱动内爆中子产额。中子产额 10 7～ 10 9,测量误差± 7%～± 10 %。中子产额实验值与理论部提供的计算值 (爆推靶 )在± 2 0 %范围内一致。