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激光惯性约束聚变研究进展与挑战



主办:应用物理中心
报告人:丁永坤研究员 北京应用物理与计算数学研究所
时间:2月19日中午 12:20-14:00
地点:澳门太阳娱乐网站官网1号楼210会议室(成府路北,力学大院内)
主持人:张维岩院士


报告摘要:

在实验室条件下实现可控核聚变并获得能量增益是人们长期以来的梦想与追求,也是当今世界上最令人瞩目的重大科技挑战之一。激光核聚变的思想至上世纪60年代由中国科学家王淦昌和前苏联科学家巴索夫等人独立提出已半个世纪过去了,多国科学家都在一直在积极地探索和推进相关科学与工程技术研究并取得了巨大进展。目前激光惯性约束聚变(ICF)已进入点火的攻坚时期,在不断取得显著进展的同时,又面临着如何进一步精准认识和有效控制高能量密度等离子体条件下流体力学不稳定性(HI)与激光等离子体参量不稳定性(LPI)等复杂非线性过程的重大困难。
激光惯性约束聚变是一项包括科学探索的“五位一体”的大科学工程,需要在相对小的平台上研究主要科学问题,基于获得的科学认识来外推设计更大的工程平台,以逐步滚动发展实现聚变点火。美国是这项研究的先行者,于2009年建成了国家点火装置(NIF),随后实施的国家点火攻关计划在2012财年结束,但是未能如预期实现聚变点火,暴露了在关键科学问题的认识尚存不足。之后,美国科学家在NIF现有和可能提升的输出能力范围内,坚持不懈地积极探索既能规避LPI和HI又可能点火的物理方案和参数空间,聚变产额不断提高并实现三倍a粒子自加热,但是在NIF条件下最终能否实现点火依然不确定。我国关注和独立分析国际ICF的经验与教训基础上,在“五位一体”各个方面积极开展新的探索并取得一些重要进展,我国的激光聚变点火研究逐步进入独立、健康的发展模式。本报告将概述国内外激光ICF研究的重要进展,同时分析讨论在未来点火路上还需要直面的主要挑战。