哈工程核學(xué)院第一個(gè)課程設(shè)計(jì)第三章4-全文預(yù)覽
【正文】 脈沖幅度逐漸上升并均勻地沉積在靶丸表面上 。 另外系統(tǒng)的熵隨沖擊波的強(qiáng)度做對(duì)數(shù)增加 ， 在弱沖擊波條件下 ， 壓縮幾乎是等熵的 ， 即 101 0 p Sp? ? ?，?研究表明 ， 對(duì)于球形的向中心匯聚的沖擊波 ， 一次壓縮能產(chǎn)生 30多倍的壓縮比 ， 即密度增大 30多倍 。 一般來(lái)說(shuō) ， 驅(qū)動(dòng)器脈沖波形在開始時(shí)刻要低功率 ，脈沖的尾部要求高功率使脈沖最后達(dá)到坍塌 。 中心火花塞 （ 點(diǎn)火器 ） ?靶丸中的燃料并不是一下子全部聚變?nèi)紵饋?lái) ，因沖擊波在靶丸中心會(huì)聚 ， 首先使中心的 “火花塞 ”的密度 ρR值達(dá) ~3g/cm2以上 、 溫度達(dá)到 5keV以上的聚變條件 ， 率先點(diǎn)火燃燒 。 燃料的裝載和 ρR值 ?在設(shè)計(jì)中 ， 人們希望燃料的燃燒率達(dá)到 30%~50%，比能量產(chǎn)額達(dá) 340MJ/mg， 因此一個(gè)靶丸應(yīng)能產(chǎn)生100MJ的能量產(chǎn)額 （ 這是堆用要求的指標(biāo) ） ， 那么靶丸中大概需要有 1mg的 D—T裝料 。 （ 3） 燃料層 可以是 DT氣體 ， 也可以是冷卻在推進(jìn)層內(nèi)壁上的DT混合物 。 根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒： 1 1 1 1 2 22 2 21 1 1 1 2 21 1 12 2 2m u m u m um u m u m u????????式中 和 分別表示外、內(nèi)推進(jìn)器碰撞后的速度。 消融靶丸示意圖 （ 1） 消融層 使用低 Z的輕材料 （ 如聚乙烯 、 聚四氟乙烯 、 LiH和 Be等 ） ， 作用是充分吸收束流熱能 ， 減少 X射線和高能電子的產(chǎn)生 ， 以便減少對(duì)燃料靶心的預(yù)熱 。 研制和生產(chǎn)符合上述要求的靶丸 ， 會(huì)涉及到多種學(xué)科和許多高精度技術(shù) ， 如需要開發(fā)微加工技術(shù) 、中空小球的制造技術(shù) 、 多種涂層技術(shù)和低溫靶丸技術(shù)等 。 靶丸應(yīng)是完全球形且具有 多層結(jié)構(gòu) ，每一層的厚度要 均勻 ， 各層要 高度同心 ， 靶丸表面必須有很高的 光潔度 ， 靶丸材料中能產(chǎn)生 長(zhǎng)壽命的放射性同位素 的核素應(yīng)盡量少等 。由于驅(qū)動(dòng)束的能量限制 ， 靶丸不能太大 ， 靶丸越大需要的驅(qū)動(dòng)束的能量越高 。慣性約束聚變 Inertial Confinement Fusion 靶丸的設(shè)計(jì)與生產(chǎn) 一、靶丸設(shè)計(jì)的一般要求 ICF靶丸的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極其復(fù)雜和困難的任務(wù) ， 目前 ICF靶丸的設(shè)計(jì)有兩大類型： ?一類叫直接驅(qū)動(dòng)型 ， 有較長(zhǎng)的發(fā)展歷史并有大量的文獻(xiàn)報(bào)道； ?另一類叫間接驅(qū)動(dòng)型 ， 因與核武器設(shè)計(jì)有關(guān) ， 處于保密狀態(tài) 。 （ 2） 靶丸要有合適的大小 ， 直徑大約在毫米量級(jí) 。 （ 3） 靶丸的構(gòu)造有利于束流的能量沉積和容易得到高的能量增益 。 另外 ， 現(xiàn)在人們對(duì) ICF的各種物理過(guò)程了解得并不很清楚 ， 多數(shù)過(guò)程的物理學(xué)圖像還沒(méi)有建立起來(lái) ，對(duì)在極高溫度 、 極高壓力和極高密度下 ， 物質(zhì)又會(huì)出現(xiàn)怎樣的特性也還缺乏足夠的了解 ， 這些都對(duì)靶丸的設(shè)計(jì)有重大的影響 。 ?為了提高驅(qū)動(dòng)束能量的吸收效率 ， 產(chǎn)生穩(wěn)定的聚爆 ， 抑制超熱電子的產(chǎn)生 、 提高聚爆速度等 ， 靶丸通常設(shè)計(jì)成多層結(jié)構(gòu) 。 在某些設(shè)計(jì)中第一推進(jìn)層里面還有第二推進(jìn)層 ，兩層之間用真空 、 氣體或泡沫塑料隔開 ， 這種雙層推進(jìn)器的設(shè)計(jì)有可能使聚爆速度倍增 。 研究表明 ， 如果靶丸的聚爆是
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