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发信人: fmh (司令), 信区: Other
标 题: 大二物理讲稿（七）
发信站: 听涛站 (Wed May 27 13:15:47 1998), 转信
(2)热核点火
约束时间 内，由 反应产生的 粒子提供的能量密度为 ， ，当 时实现点火，条件为
，
4，磁约束原理和装置
怎样约束高温等离子体？
?利用惯性或磁场，称惯性约束、磁约束磁约束原理：
· 洛仑兹力－绕着磁力线作螺旋线运动，
当磁场足够强时，粒子的回旋半径很小
例如：ｋＴ＝10ＫeV，场强为2特斯拉，
电子的回旋半径为 1.7×10－2 cm
离子回旋半径约为 0.7cm
好像是被粘在磁力线上沿磁力线运动，这样等离子体在垂直磁场的方向就被约束住了。
· 箍缩力－两平行同向电流导线互相吸引
当等离子体中有电流流过时，相当于很多条很细的同向电流，互相吸引而向中心收缩�
�
当等离子体电流和磁场方向相同时，箍缩力也是磁场方向垂直
装置－托卡马克(Tokamak)
5，惯性约束
先使聚变燃料(氘，氚)聚集在一起?突然加上高温?惯性，不能一下子完全散开?
在散开之前实现聚变
约束时间τ很小，要求密度ｎ很高而使ｎτ超过劳逊判据。
氢弹爆炸就是利用惯性约束实现热核聚变
人工可控制的惯性约束的基本思想：
使一个个很小的靶丸，通过快速加热和压缩，引起间断性的热核聚变，来构成一
个类似于在内燃机中燃料间断燃爆不断作功的装置，即一个聚变反应堆。
方案：
·燃料做成半经小于1毫米的靶丸
·用功率密度很高(1014-1016Ｗ/cm2）的激光束或轻、重离子束嗜刍缃�
·反冲力(指向靶丸中心的会聚力)使靶丸内的聚变物质被迅速压缩到很高的密度
(例如液态氘氚密度的1000倍左右)和很高的温度
·产生微型热核爆炸释放出聚变能。
推动这种研究的重要因素：
·靶丸在激光或粒子照射下的微爆技术可用于模拟核武器爆炸，
·强激光器在前些年美国"星球大战"计划的推动下有了长足的进步。美国
洛仑兹利弗莫尔实验室研制的Nova激光系统(钕玻璃激光器)功率已达1014Ｗ。
·美国在1986-1987年借助于地下核爆炸技术也已证明可以将靶丸压缩1000倍。
这样，用高功率激光照射0.4mm直径的30-100大气压氘氚混合气小球，
从而引起聚变是完全有可能的。实际上已经用这种方法实现了聚变，
但获得的聚变能要比输入的能量小得多，
6，核聚变研究的进展和聚变反应堆
比较乐观的估计认为，21世纪20-30年代核聚变发电将开始登上世界能源舞台，
21世纪中叶将会商业化。此后，浩瀚的大海将成为核聚变电站取之不尽用之不竭
的原料仓库，人类将不再为能源问题担忧。可以说，核聚变研究的成功将在人类
文明进步的史册上写下光辉的一页。
§８,５太阳能(自学）
§８,６氢能和其它能源(自学）
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