基本介紹
- 中文名：熱核電漿
- 外文名：thermal nu}lertr plasma
- 領域：電漿物理學
電漿,磁約束聚變,托卡馬克電漿,箍縮實驗,電漿焦點,磁鏡,慣性約束,雷射束聚變,相對論粒子束聚變,
電漿
電漿是和固體、液體、氣體同一層次的物質存在狀態。它是由大量帶正電的離子和帶負電的電子，也還可能有一些未被電離的中性粒子(原子和分子)組成的客觀體系。這些帶電粒子受電磁相互作用力的支配，可以在空間相當自由地運動和相互作用。雖然有時電子和離子可以發生碰撞而複合組成中性粒子，但同時也存在著中性粒子因碰撞或其它原因而電離成電子、離子的過程。因此，可以在巨觀尺度的時間和空間範圍記憶體在著數量大體不變的電子和各種離子。
電漿可被分為低溫電漿和高溫電漿。前者的溫度約為10～10開。運載火箭通過大氣層時在外殼表面附近形成的電漿就屬於這一類。後者的溫度高達幾百萬開以至於幾千萬開。這種高溫電漿會向外輻射出高能粒子和各個頻段的電磁波。太陽和受控熱核聚變反應室中心處的電漿就是如此。電漿有較大的電導率。它在巨觀上一般是電中性的，體內各處的正電荷數與負電荷數相等。
由於帶電粒子之間的相互作用主要是長程的電磁力，每個粒子都同時和周圍很多粒子發生作用，所以電漿在運動過程中一般表現出明顯的集體行為。值得注意的是，電漿的許多性質明顯地和固體、液體、氣體不同，有著自己特有的行為和運動規律。在這個意義上，常稱電漿是物質的第四態。電漿內部存在著很多種運動形式，這些運動還互相轉化。高溫電漿還有各種不穩定性。因此，電漿是個非常複雜的問題，但很有意義。
磁約束聚變
磁約束聚變是利用磁場來約束電漿使其產生聚變反應的方法。
托卡馬克電漿
自60年代後期,托卡馬克裝置在蘇聯問世以來，各國竟相仿製研究,形成了70年代後以托卡馬克為主導的研究趨勢。此裝置發展得還很順利，電漿參數不斷提高、裝置的規模也不斷擴大。目前世界上已建成了4個大型托卡馬克；TPTR(美國)、T一l5(蘇聯)、JET(西歐)、JT一60舊本)。近年來EJT在氛氛電漿情況下運行得到了很好的參數。現在預計在1994年D一T運行時有可能達到點火指標。
箍縮實驗
(1)場反箍縮FRP一BI
場反向箍縮電漿是實現受控熱核反應的另一途徑。其優點是比壓值高，結構簡單，磁場位形有天然的偏濾器作用，電漿形成區與聚態反應區分開，簡化了聚變堆的結構及維修技術問題。
(2)反場箍縮
反場箍縮也是聚變研究的重要途徑之一,國外主要由英國、美國、義大利和日本在開展這方面的工作，均為環的截面。
(3)小型直管角向箍縮裝置
該裝置建在中國科學技術大學。主要工作是。利用雷射干涉儀測量具有時一空分辨的電漿電子密度。
電漿焦點
電漿焦點研究是利用快放電技術產生快速運動的電漿流並使其會聚到一個區域內而形成的一團高密度高溫度電漿，其優點是高溫高密度，在規模不大的裝置上就能發射大量中子和x射線。它可能的套用方面有:做成脈衝中子源和x射線源，用於生物、材料實驗、刻蝕等方面的研究；模擬聚變堆堆芯電漿，以研究堆芯電漿的第一壁材料的特性；模擬雷射電漿膨脹階段的性質；用於噴鍍，對材料表面改性；做成大電流斷流器等。
磁鏡
磁鏡是托卡馬克以外的實現受控熱核反應的另一途徑，其優點是比壓值高，能連續運行,，裝置結構和磁場位形簡單。真空室第一壁受電漿轟擊的問題不太嚴重。
慣性約束
慣性約束是利用雷射束或相對論電子束打到物質表面產生高溫高密度電漿，藉助電漿本身的慣性來約束電漿。
雷射束聚變
國外絕大部分聚變實驗利用的是釹玻璃雷射和Co:雷射。欽玻璃雷射效率低(<1%)、成本高且重複率低，不能作為未來聚變堆的驅動器，但其較短的雷射波長能有較好的束一靶耦合、更低的超熱電子預加熱和更高的軟x射線轉換效率，且釹玻璃雷射的二次與三次諧波的轉換率已可超過70%，故欽玻璃雷射仍然是原理性演示實驗與核爆炸模擬研究的最有效的手段。
相對論粒子束聚變
相對論粒子束聚變是利用聚焦的高能量的相對論粒子束來加熱與壓縮靶丸而產生的聚變反應。利用粒子束進行聚變，其優點是能量大、效率高，主要的技術問題是束的傳輸、聚焦和脈衝成形。
