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识知ICF靶技术

2017-02-24 16:45

    ICFInertial confinement fusion),惯性约束核聚变,也译为局限惯性核聚变、惯性约束聚变、惯性限制氢聚变,是一种核聚变的技术,利用激光的冲击波来引发核聚变反应。      

    惯性约束聚变(ICF)目前被认为是最有可能实现获得可控聚变能的一种方式,是人类探索解决未来能源问题的途径之一,是目前世界各国科学研究的前沿课题。ICF中激光光束与目标靶的耦合技术则是众多关键技术之一,目前用高精度光电仪器采用非接触的测量手段实现高精度的束靶耦合已经成为束靶耦合技术的发展方向和趋势。国外的低温靶的束靶耦合技术发展较快,取得了很多成果,但在打靶精度、效率和保持低温稳定性等方面存在很多问题。

我国ICF研究进展如何?其实,早在1964年,我国著名核物理学家王淦昌在国际上独立提出激光驱动聚变的建议,由此掀开了我国ICF研究的历史。

“我国的研究起步比较早,但由于种种原因一直到1993年纳入国家863计划后才有很大的发展。”作为国家863计划ICF主题专家组原首席科学家,贺贤土介绍,该计划规划了国家ICF发展目标,确定了激光驱动器和单元技术、靶物理理论、靶物理实验、精密诊断设备、靶的制备“五位一体”协调发展思路,各方面均取得重大进展,打破了西方垄断和封锁,建立了独立自主研究ICF体系,为2020年左右我国演示实验室点火和热核燃烧计划打下重要基础。

 “我国独立自主走了完全不同于美、法的研究路线。美国是直接从万焦耳级能量靶物理研究结果定标推到能量大5060NIF的兆焦耳激光器上进行点火演示。”贺贤土说,我国ICF点火研究采取的是一种从万焦耳级到十万焦耳级,再到百万焦耳级的循序渐进的路线图,即在近期万焦耳级激光器(神光Ⅲ原型、神光Ⅱ以及即将运行的神光Ⅱ升级装置上)研究基础上,到2014年左右进入激光能量2040万焦耳神光Ⅲ平台研究。经过这一中间平台对靶物理进行充分研究,然后外推到激光能量约为神光Ⅲ能量45倍的神光Ⅳ上进行惯性约束聚变研究和点火演示,可以减少风险。这一路线选择也得到了国际同行的认可。

 “惯性聚变能反应堆和电厂的建造和商业化,仍然需要工程上和经济上的论证和努力,但如果驱动器能解决,这些不是不可逾越的障碍。”贺贤土表示,展望本世纪中叶,人类有可能利用没有污染的惯性约束聚变能发电。