核聚变与等离子体物理-中国核聚变研究.pptx

中国核聚变研究,中国的聚变研究 － 磁约束 中国的磁约束聚变研究计划 系统的开始于1970年代。主要由两个专业研究所（核工业西南物理研究院 — SWIP和中国科学院等离子体物理研究所 — ASIPP）从事高温等离子体和聚变工程研究，中国科大、清华大学、华中科大先后涉入磁约束研究领域。主要研究途径为托卡马克，唯一的球形托卡马克装置由中国科学院物理研究所与清华大学工程物理系共同建设，2003年投入运行。,自80年代后期，国家开始启动支持基础研究的计划，支持力度逐渐加大。磁约束聚变因此而得到较大的发展，呈现出强上升的势头，一些工作开始站在国际聚变研究的前沿。但是总的综合实力还有相当的差距，一方面是投入有些不足，另一方面是缺乏强有力的高技术基础支持。,主要研究装置有：,其中CT-6B为中国第一台托卡马克，EAST全超导托卡马克属国家重大科学工程，HT-7、HL-2A系引进重建，TEXT-U为引进。,左上：HL-2A 由ASDEX改建，2003建成，已开始实验。首期投资0 .9亿，二期0 .7亿，已开始执行。核工业西南物理研究院（ SWIP ）,右下：HT-7超导托卡马克，1995建成。等离子体物理研究所（ASIPP）,左上：EAST（HT-7U）超导托卡马克国家大科学工程项目，2005年建成，国家投资1.65亿元，总投资约2亿。ASIPP,右下：SUNIST，中国唯一的球形托卡马克，清华大学、中科院物理所。,左上：HL-1M，国内长期实验的重要装置之一，SWIP,右下：我国首台托卡马克，中科院物理所。,KT-5C，重要的基础实验、诊断开发和教学装置，中国科技大学。,近三十的发展，我国的聚变研究成为受到国际聚变界关注的力量 尽管从投入的强度看，比较发达国家甚至发展中国家（如韩国、印度）还有差距，装置规模还处于接近第二代托卡马克的水平。但我国的聚变研究已开始与国际的先进课题接轨，出现了个别的原创性成果，受到了国际同行的重视，如：超音速工作气体注入、超导装置的特殊壁处理模式等。,特别是超导托卡马克运行和它所提供的长脉冲运行条件，使我国聚变研究成为世界上极少数能提供这样的实验平台并掌握了超导、低温全过程经验的国家。以我为主的国际合作研究近年来取得了发展。在美国退出ITER后，国家支持EAST超导托卡马克工程充分表达了国家对长远能源研究的关切。 EAST的成功将使我国处于国际磁约束实验研究的前列，吸引国际聚变科学家的参与，ITER提供必要的运行和实验经验。,但是应该看到我国的聚变研究与国际的差距仍然明显: 缺乏提升聚变研究整体水平所需的一些关键装备和技术，聚变工程相关领域的发展与装置的发展难以匹配。特别是高功率的辅助加热装备、大型时空分辨的诊断、新材料研制的工艺等。 理论的研究还缺乏面上基础的支持，理论研究的队伍日渐单薄。,这与多方面因素有关。韩国投入ITER的分担费用由工业承担60%，日本工业直接支持其国内的聚变研究、参与聚变工程的研发。我国的工业部门对聚变这类的大科学工程的关注缺乏动力及鼓励机制，研究所直接承受装置和工程发展的压力。 希望通过ITER的建设，能够改变局面，促进我国聚变研究向着聚变能的应用方向得到均衡发展。,中国的聚变研究 － 惯性约束 因为这一约束途径有着模拟核爆炸的中间应用而得到了稳定、系统的支持，二十余年来在激光器、靶、激光与靶相互作用等方面都取得了很大进展。 我国激光惯性约束聚变的研究起步在国际上说还较早。在60年代即已进行用激光打氘靶出中子实验，以后主要在增大激光的能量和提高光束品质方面努力。1987年神光Ⅰ号装置建成，共有两路激光输出，每路激光800J，脉宽1ns。,在神光Ⅰ装置上开展了许多高功率激光和等离子体相互作用的研究。1984年，在上海高功率激光物理联合实验实建造神光II，它有八路激光，总能量为6kJ，三倍频后的输出能量约为3kJ。 另外，中国原子能科学研究院已建成一台氟化氪分子激光装置天光I号，它共有6束激光，激光能量为100J，已用于研究短波长高功率激光和等离子体的相互作用。,中国的惯性聚变界在快点火的研究中也跟上了世界的步伐： 中科院物理所建立起了具有国际先进水平的强场物理实验室，建成了脉宽25飞秒、峰值功率达1.4太瓦的高效率超短超强激光装置-极光I号，在高能电子的产生和传输的物理过程研究方面取得了很大的进展。 中科院上海光机所的高功率激光物理国家实验室也建成了一台基于钕玻璃放大器的20TW超短脉冲系统，并已经开始了快点火实验的研究。,