聚变

摘要： 聚变(nuclear fusion),又称核融合、融合反应,是指一种核反应形式。一段时间以来,国有企业通过"重组""整合"进而"融合",释放出的巨大能量,好像只有用"聚变"一词来形容才更为贴切。党的十八大以来,仅中央企业既已完成22组、41家企业重组。刚刚过去的2021年,国企重组整合更是动作频频。项目之多、力度之大、模式之新、效果之好,可以说前所未有。

摘要： 在托卡马克聚变装置中,钨偏滤器会受到低能高束流的氦等离子体冲刷,导致材料表面形成绒毛状纳米结构或针孔状表面损伤,使钨材料使用性能发生退化,影响等离子体的稳态运行。目前普遍认为,氦致表面损伤的形成与钨表面下氦泡的生长密切相关。钨受到氦等离子体辐照后会在材料的近表层形成高密度的小氦泡,它们可通过融合的方式长大,氦泡的融合是近表层大氦泡形成的关键环节。为了解氦泡的相对位置、温度、氦空位比(He/V)、氦泡初始间距对氦泡融合的影响,本文采用分子动力学方法模拟氦泡在金属钨中的融合过程。结果表明:氦泡的相对位置、温度、He/V、氦泡初始间距都会影响氦泡的融合,但影响的机理并不相同。其中,氦泡的相对位置是影响氦泡融合的关键因素,当氦泡沿〈100〉方向排列时,氦泡易发生融合,而沿〈111〉方向排列则不易发生融合,其原因是氦泡附近存在各向异性的应力场。温度升高有利于氦泡体积得到更快、更充分的弛豫,进而促进氦泡发生融合。高He/V的氦泡具有较高的压力,更易发生融合。当温度为1500 K时,2个He/V为3、半径为1 nm的氦泡之间的相互作用距离可达1.28 nm甚至更远,但它们发生融合的最大初始距离为0.96 nm。本研究可促进对钨中氦泡融合机理的理解,为钨中大氦泡的形成提供可能的解释。此外,本研究结果可为大尺度模拟(如动力学蒙特卡罗、团簇动力学)提供相关输入参数用于研究高密度氦泡的长时间演化。

摘要： 为了实现激光约束核聚变(ICF)的自持聚变目标,对靶壳内氘氚冰的质量提出了极其苛刻的要求,冰层内表面和靶壳的同心度要求大于99.9%,冰层内表面均方根粗糙度(RMS)优于1μm.高质量的冷冻氘氚靶建立在靶壳内高质量氘氚冰层的前提之上.单晶是冰层的最好形态,在靶壳内获得氘氚冰籽晶是基础条件.本文通过采用逐渐降低升温速率的台阶控温方法,开展了充气微管内保留籽晶的研究,揭示了充气微管内保留籽晶的形核机理,实验结果表明,利用充气管口可保留稳定、单一的籽晶,在相同的过冷度下,当氘氚籽晶c轴方向与充气管轴向平行时,生长速度较c轴垂直于充气管轴向时的速度慢约1—2个量级,为获得高质量的籽晶从而形成高质量的氘氚冰提供了参考和支撑.

摘要： [目的]基于中国聚变工程实验堆(CFETR)功率输出特性,在聚变堆最大热功率1.25 GW条件下,提出一种CFETR聚变发电厂概念设计方案。[方法]针对CFETR聚变堆周期性长脉冲输出特性与常规岛设备连续稳定输入需求之间的矛盾,采用储能技术方案以“削峰填谷”的方式实现CFETR聚变发电安全稳定运行。讨论了CFETR聚变水冷与氦冷两种不同包层方案下的储能以及一回路与二回路之间耦合与解耦运行模式的组合方案,并通过方案比较,给出CFETR聚变堆不同包层对应的最佳储能运行组合建议。[结果]结果表明:水冷包层、氦冷包层聚变堆分别对应的最佳组合方案是导热油+解耦储热方案与熔盐+耦合储热方案。[结论]从常规岛侧而言,相对于水冷包层方案,采用氦冷包层方案的CFETR聚变发电厂技术经济性更好。研究提出的CFETR聚变发电厂概念设计方案对后续聚变发电技术研究以及工程设计,具有较高的参考价值。

摘要： 2022年2月9日,欧洲联合核聚变实验装置(JET)的研究人员宣布,他们打破了生产可控聚变能量的纪录。据《科学》报道,JET曾在1997年产生约22 MJ聚变能量,创造了当时的世界能源纪录。此次JET在持续5 s的核聚变实验中产生总共59 MJ的能量,大约是满载半挂车以160 km/h行驶的动能的两倍,大幅刷新其此前创造的纪录。然而,JET刷新纪录并不意味着聚变发电将很快进入电网.

摘要： 【本刊2022年7月综合报道】近期,两家聚变技术研究企业——美国Zap能源公司(Zap Energy)和澳大利亚HB11能源公司(HB11 Energy)——宣布相关研究取得重大进展。Zap能源公司Zap能源2022年6月22日宣布聚变技术研究取得里程碑式进展,其研究装置Fu ZE-Q近期首次创造了等离子体。该公司正在研发的聚变技术被称为“剪切流稳定Z箍缩”。

摘要： 【英国《国际核工程》网站2020年12月3日报道】韩国国家聚变研究所(NFRI)2020年11月24日宣布,其超导托卡马克聚变研究装置K-STAR堆创下了超高温等离子体在1亿°C下保持20秒的新纪录。以前的记录均不超过10秒。

摘要： 中子辐照条件下材料结构与性能是中国聚变工程实验堆(CFETR)以及未来聚变反应堆工程设计的重要依据.钨材料是CFETR拟全面使用的壁材料,但中子辐照导致钨硬度升高和韧性大幅下降,严重影响材料的服役性能,进而影响CFETR运行的安全性和稳定性.在目前缺乏聚变中子源进行辐照实验的情况下,开展聚变堆材料中子辐照模拟研究显得愈发重要和紧迫.在国家磁约束核聚变能发展研究专项的支持下,本文以钨为模型材料,构建金属材料聚变中子辐照模拟平台,解决中子辐照模拟的共性关键技术问题,实现中子级联损伤→辐照微结构→力热性能的多尺度模拟,籍此预测聚变中子辐照条件下材料的行为.

摘要： 实体动力学蒙特卡罗(OKMC)方法是模拟材料辐照微结构演化的有效工具,能够在保留缺陷空间关联性的前提下处理缺陷的扩散和缺陷之间的相互作用,并且具有足够大的时空尺度,使其模拟结果能够与实验值进行直接对比.本文首先详细地介绍了OKMC方法和模型的构建.然后在不同时空尺度下,通过具体实例介绍了OKMC在缺陷阱吸收强度、级联内退火模拟、反应堆压力容器钢的脆化机理研究、杂质对微结构演化作用、空洞阵列模拟等材料辐照模拟方面的应用,并讨论了OKMC方法的优劣和未来发展可能需要解决的问题.结果表明,OKMC方法具备准确、灵活和大时空尺度的特征,可有效地应用于核材料辐照损伤模拟.另外,算法的并行化、如何解决OKMC方法对事件库的依赖从而使其可模拟更加复杂的系统、如何与其他尺度的方法结合是未来OKMC方法发展所需要克服的挑战.

摘要： 【加拿大通用聚变公司网站2021年7月27日报道】加拿大通用聚变公司(General Fusion)和加拿大核实验室(CNL)近日宣布,将合作开发用于商业聚变电厂的提氚技术。通用聚变成立于2002年,一直致力于“磁化靶”聚变技术研究。这一技术起源于美国海军研究实验室20世纪70年代提出的LINUS概念,其主要原理是:将氘氚等离子体团注入到一个液态金属的自旋涡流中,然后用一组活塞向内挤压。

摘要： 在深入分析相关领域研究发展状况的基础上,提出一个可实现核废料嬗变、可裂变重金属梭燃料和氘核燃料增殖、产能等多种功能的次临界反应堆概念。概念有托卡马克实验装置参数适量外推的等离子体物理和技术水平的聚变堆芯、高压He气／液态LiPb双冷却系统嬗变包层。介绍了系统基本概况和参考结构形式，阐述了系统聚变等离子体物理学、包层中子物理学和包层热工水力学设计的基本原则和主要工程约束限制条件，指出系统相关的安全和潜在环境影响问题，给出典型的参考设计参数。

摘要： 提出作为聚变能技术早期应用途径的聚变中子源驱动的清洁核能系统概念，并从国家的能源需求，国内外核电发展状况论述开发这种系统的必要性和意义，根据国内外聚变驱动器技术及次临界包层技术进展和国内多年的可行性研究结果，说明开发这种系统的现实性和基础．文中也给出了建议的发展进程．

摘要： 本文提出了用加速器加速宏观带电微粒，让微粒能量达到2MJ 以上，轰击固定靶，以引发聚变的方案，即直接聚变方案。由于没有充分的理论和实验支持，我们分析了方案中可能存在的各种基本物理问题，对一些基本过程和物理量进行了估算，探讨了该方案的可行性，并比较了该方案与主流聚变方案的优势及其可行性问题。

摘要： 聚变能将在本世纪后半叶进入商业应用,并最终一劳永逸地解决人类的能源问题.目前,采用托卡马克型的等离子体磁约束装置已经实现聚变点火和几乎得失平衡的能量输出,聚变已经从纯科学问题研究转向能源开发.由占据世界人口和世界经济势力大部的七方参与建设的国际热核实验堆(ITER),已经完成工程设计,将从2008年起,十年内建成,预计可产生500MW的聚变功率输出.为实现聚变能商业应用,需提高聚变堆的经济性能.它要求等离子体稳态燃烧,高的热效率和运行效率,其中的一个关键因素最大限度地减少停堆维护时间.它要求部件能工作到更高温度、使用寿命更长,对建堆用的工程结构材料提出了很高的要求.本文介绍了钒合金的合金化特点和组织结构特征和钒合金的加工制作技术等等内容.

摘要： 基子聚变实验装置（JET）及其物理实验己达到的D-T等离子体参数水平，在一维燃耗计算和分析的基础上，给出了氚自持、年可处理7个左右标准压水堆（3000MWt年产的长寿命钢系元素和一定数量裂变产物的聚变实验嬗变堆包层初步的中于学概念设计方案。这种包层可设计成超长寿命并具有好的安全性和经济性。

摘要： 采用三维中子学程序MCNP及FENDL2.0数据库, 对具有3×3子模块结构的中国氦冷固体增殖剂(HCSB)的氚增殖包层模块(TBM)进行了三维中子学计算. 计算条件是: 壁负载因子是0.78 MW/m2、运行因子是22﹪. 计算得到的TBM氚增殖比(TBR)是0.907、总氚产生率是0.0175 g/d、最大功率密度9.27 MW/m2及总功率沉积0.422 MW/m3.

摘要： 采用三维中子学程序MCNP及FENDL2.0数据库, 对具有3×3子模块结构的中国氦冷固体增殖剂(HCSB)的氚增殖包层模块(TBM)进行了三维中子学计算. 计算条件是: 壁负载因子是0.78 MW/m2、运行因子是22﹪. 计算得到的TBM氚增殖比(TBR)是0.907、总氚产生率是0.0175 g/d、最大功率密度9.27 MW/m2及总功率沉积0.422 MW/m3.

摘要： 采用三维中子学程序MCNP及FENDL2.0数据库, 对具有3×3子模块结构的中国氦冷固体增殖剂(HCSB)的氚增殖包层模块(TBM)进行了三维中子学计算. 计算条件是: 壁负载因子是0.78 MW/m2、运行因子是22﹪. 计算得到的TBM氚增殖比(TBR)是0.907、总氚产生率是0.0175 g/d、最大功率密度9.27 MW/m2及总功率沉积0.422 MW/m3.

摘要： 采用三维中子学程序MCNP及FENDL2.0数据库, 对具有3×3子模块结构的中国氦冷固体增殖剂(HCSB)的氚增殖包层模块(TBM)进行了三维中子学计算. 计算条件是: 壁负载因子是0.78 MW/m2、运行因子是22﹪. 计算得到的TBM氚增殖比(TBR)是0.907、总氚产生率是0.0175 g/d、最大功率密度9.27 MW/m2及总功率沉积0.422 MW/m3.

摘要： 本发明的目的在于，能够以比较高的效率引发核聚变反应并且能够使装置小型化。本发明的核聚变装置（1）具备：包含含有氘或者氚的靶基板（7a）及层叠于靶基板（7a）上且含有氘或者氚的薄膜层（7b）的核聚变靶材（7）、容纳核聚变靶材（7）的真空容器（5）、朝着核聚变靶材（7）的薄膜层（7b）照射连续的2个第1及第2脉冲激光（P1,P2）的激光装置（3），第1脉冲激光（P1）的强度小于第2脉冲激光（P2）的强度，并且，被设定为能够从靶基板（7a）剥离薄膜层（7b）的值。

摘要： 以有效地提高照射的能量线的一样性为目的。本发明的核聚变照射配位决定方法是一种计算在相对于核聚变靶照射能量线的时候的照射配位的方法，具备：假想性地将电荷(Q

摘要： 本申请公开了一种核聚变反应堆，通过磁场重联加热等离子体达到聚变反映温度，无需昂贵的辅助加热系统，单个核聚变反应堆的成本较低。包括：S1、对多冲程核聚变反应堆中的所有螺线管进行充电；S2、根据多冲程核聚变反应堆顶部和底部的螺线管感应，产生两个位于多冲程核聚变反应堆顶部和底部的初始等离子体电流环；S3、由多冲程核聚变反应堆的极向磁场线圈推动两个初始等离子体电流环在赤道面进行融合，形成一个等离子体电流环，使周围的磁场发生重联；S4、根据磁场重联迅速加热等离子体，使等离子体达到聚变反应温度，产生聚变反应；S5、重复S1至S4，使多冲程核聚变反应堆周期性产生聚变反应。

摘要： 公开了一种激光聚变点火装置，其包括：激光源；两个相同的相互分离的中空的压缩锥体，用于装填用于聚变的燃料，所述两个压缩锥体中的每一个的锥顶设置有孔，锥底开放，所述两个压缩锥体由金属制成，共轴且锥顶相对；以及点火组件，用于对从所述两个压缩锥体的所述孔中喷出并发生对撞的所述燃料进行加热，使其发生聚变点火；其中，所述激光源产生多路激光脉冲，分别从所述两个压缩锥体中的每一个的锥底朝向锥顶方向辐照所述燃料，以使所述燃料从所述两个压缩锥体的所述孔中相向喷出并发生对撞。该激光聚变点火装置可以降低实施聚变压缩和点火的激光的能量，并且能提高激光聚变点火的稳定性。还公开了一种激光聚变点火方法。

摘要： 本发明实施例公开了一种用于静电约束核聚变的阴极及静电约束核聚变装置，涉及静电约束核聚变技术领域，用于提高核聚变反应率。所述用于静电约束核聚变的阴极，包括阴极球以及与阴极球相连的阴极引出杆；阴极引出杆远离阴极球的一端套设有绝缘组件，该绝缘组件包括从内向外依次套设在阴极引出杆上的绝缘隔离管、绝缘密封管和绝缘壳；其中，绝缘隔离管的一端伸出绝缘密封管，且延伸靠近阴极引出杆与阴极球相连的阴极连接端。本发明实施例提供的阴极及静电约束核聚变装置用于实施静电约束核聚变。

摘要： 本发明实施例公开了一种用于静电约束核聚变的阴极及静电约束核聚变装置，涉及静电约束核聚变技术领域，用于延长阴极球的使用寿命及提高静电约束核聚变装置的可靠性。所述用于静电约束核聚变的阴极，包括至少一根用于形成阴极球的金属丝，以及用于固定所述至少一根金属丝的自由端固定座；固定座的一端与阴极引出杆相连，固定座的另一端设有用于将所述至少一根金属丝的自由端与阴极引出杆压紧连接的压紧件。本发明实施例提供的阴极及静电约束核聚变装置用于实施静电约束核聚变。

摘要： 本发明公开了一种核聚变引擎与核聚变系统和核聚变方法，合金外壳、位于合金外壳内腔左侧的聚变反应核心室、位于合金外壳右侧开口处的后端喷口、设置在聚变反应核心室与后端喷口之间的连接脖颈、包裹在合金外壳外侧壁上的冷却剂循环层、位于聚变反应核心室中心处的轰击点、右侧枪出口位于聚变反应核心室内且左端进口位于合金外壳外侧的发射枪体、设置在发射枪体内且用于向轰击点输出聚变靶球的毛细管、设置在毛细管上且用于测算靶球速度的电子传感器、设置在发射枪体内且用于给聚变靶球降温的一次循环冷却管路、以及在聚变反应核心室内且用于轰击毛细管输出聚变靶球的光束。

摘要： 本发明的目的在于，能够以比较高的效率引发核聚变反应并且能够使装置小型化。本发明的核聚变装置（1）具备：包含含有氘或者氚的靶基板（7a）及层叠于靶基板（7a）上且含有氘或者氚的薄膜层（7b）的核聚变靶材（7）、容纳核聚变靶材（7）的真空容器（5）、朝着核聚变靶材（7）的薄膜层（7b）照射连续的2个第1及第2脉冲激光（P1,P2）的激光装置（3），第1脉冲激光（P1）的强度小于第2脉冲激光（P2）的强度，并且，被设定为能够从靶基板（7a）剥离薄膜层（7b）的值。

摘要： 以有效地提高照射的能量线的一样性为目的。本发明的核聚变照射配位决定方法是一种计算在相对于核聚变靶照射能量线的时候的照射配位的方法，具备：假想性地将电荷(Q

摘要： 本申请实施例公开了一种多冲程核聚变方法及核聚变反应堆。包括：S1、对多冲程核聚变反应堆中的所有螺线管进行充电；S2、根据多冲程核聚变反应堆顶部和底部的螺线管感应，产生两个位于多冲程核聚变反应堆顶部和底部的初始等离子体电流环；S3、由多冲程核聚变反应堆的极向磁场线圈推动两个初始等离子体电流环在赤道面进行融合，形成一个等离子体电流环，使周围的磁场发生重联；S4、根据磁场重联迅速加热等离子体，使等离子体达到聚变反应温度，产生聚变反应；S5、重复S1至S4，使多冲程核聚变反应堆周期性产生聚变反应。本申请实施例通过磁场重联加热等离子体达到聚变反映温度，无需昂贵的辅助加热系统，单个核聚变反应堆的成本较低。