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聚爆理論

  1972年美國學(xué)者尼庫爾斯等人公布了聚爆理論。根據(jù)這一理論,激光除了使靶丸加熱外,還使靶芯壓縮,可以成千倍地增加靶芯密度;由于壓縮引起的密度的提高,為使聚變達(dá)到可以實(shí)用的規(guī)模,只需幾萬焦耳以上的能量就夠了。聚爆理論增強(qiáng)了科學(xué)家們的信心,吹響了向激光聚變點(diǎn)火進(jìn)軍的號角。從此以后,以點(diǎn)火為目標(biāo)的激光聚變研究就開展了。

上海光機(jī)所建造的大型激光裝置-“神光”  根據(jù)聚爆理論,為使激光聚變達(dá)到點(diǎn)火條件,并產(chǎn)生有益的能量輸出,除了要提高激光的能量外,還要求精確控制激光的照射方式。在激光照射的開始階段,要求激光的功率小一些,以便靶丸表面逐漸汽化,形成一層與地球的大氣層類似的冕區(qū),使激光的能量能夠均勻地傳輸?shù)桨型璧谋砻妗H缓笤偻ㄟ^一次比一次強(qiáng)的激光照射,產(chǎn)生一個比一個快的聚心沖擊波,并使這些沖擊波能同時達(dá)到點(diǎn)火所要求的靶丸半徑處。因此在一個1毫米左右直徑的氘、氚小丸上,在以十億分之幾秒計的過程中,一共包括冕區(qū)形成、表層噴射、多次聚心壓縮和芯部點(diǎn)火4個階段。這4個階段要求在時間上有精確的銜接,在空間上有精確的同步,這需要何等高超的技術(shù)和工藝!

  經(jīng)過10多年的努力,激光聚變已取得了明顯的進(jìn)展。1987年,我國上海光學(xué)精密機(jī)械研究所,建成能量1000焦的“神光”激光裝置。如果這1000焦的能量是1秒內(nèi)產(chǎn)生的,則只有1000瓦的功率。但神光裝置的發(fā)光時間不到十億分之一秒,因此功率達(dá)十億千瓦以上,比1989年中國全部發(fā)電廠的總功率大9倍以上。利用它轟擊0.1毫米直徑的氘氚小球,小球的溫度可達(dá)1000萬℃以上,并形成1000萬個大氣壓的向心壓力,上海光機(jī)所建造的大型激光裝置-“神光”使小球產(chǎn)生了聚變反應(yīng)。

  在此之前,1980年美國在“希瓦”激光聚變裝置上,已使靶材壓縮100倍,聚變反應(yīng)釋放的能量,超過了輸入的激光的能量的1%,取得了令人鼓舞的成績。美國為實(shí)現(xiàn)激光聚變點(diǎn)火而設(shè)計的“諾瓦”裝置,能量可達(dá)10萬焦,1979年5月14日開始建造,1986年1月建成并開始調(diào)試和實(shí)驗(yàn)。

慣性約束  慣性約束的優(yōu)點(diǎn)及問題

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