Impurity effects on residual zonal flow in deuterium (D)-tritium (T) plasmas
在氘氚等离子体中,杂质对残余带状流有显著影响,当杂质的回旋半径大于(小于)主离子的回旋半径时,中尺度(俘获离子径向宽度$ρ_{bi}$和俘获电子径向宽度$ρ_{be}$之间的径向波长)残余ZF能级增加由于JET和ITER中存在具有容许浓度的各种杂质,即使对于痕量钨(W),也是如此。对于短尺度(与$ρ_{be}$相当的径向波长)区域,残余ZF水平被大多数杂质增加。在有效同位素质量较重的D-T等离子体中,非痕量杂质的存在减弱了中间残留ZF的增强趋势,而痕量W的存在对中间残留ZF的增强趋势没有影响。这些结果表明,杂质的存在可以修改剩余的ZF,并可能进一步影响ZF调节湍流以及相关的异常输运和磁聚变等离子体中的约束。潜在的相关性,我们的研究结果的实验观察和模拟结果进行了讨论。
2017-08-15 physics.plasm-ph
Fusion research in a Deuterium-Tritium tokamak
针对ITER重新基线化,提出基于JET经验、具备钨壁和ECRH的增强型氘-氚托卡马克(SET),以开展聚变相关研究并验证下一代核诊断。
2025-06-25 nucl-ex physics.plasm-ph
Comment on 'Evidence for Stratification of Deuterium-Tritium Fuel in Inertial Confinement Fusion Implosions'
Casey等人报道了最近在OMEGA激光装置上进行的内爆实验。[1]与DT聚变反应相比,显示出异常低的DD质子产额和高的TT中子产额,这被解释为内爆核中燃料的分层。我们认为,在压缩阶段,燃料处于不平衡状态.离子向内加速到速度v0,与粒子类型无关。屈服比简单地由在相同速度下获得的熔合横截面的比率给出。一个“哈勃”型模型也给出了数据的合理描述。这些考虑可能也与国家点火装置的内爆实验有关。
2013-03-19 nucl-ex nucl-th physics.plasm-ph
Non-Equilibrium Response of Deuterium-Tritium Fusion Plasma: Molecular Dynamics Study of Ion Tail Replenishment
最近已经提出,由于高能氘-氘离子(Knudsen层)的长的平均自由程,它们的传输可以耗尽在伽莫夫峰附近的速度分布的尾部,并且因此用于极大地降低惯性约束聚变(ICF)等离子体的产率[Molvig \emph{et al.},\emph{Phys. Rev. Lett.},109:095001(2012)]。聚变等离子体对离子分布尾部损失的非平衡响应的分子动力学模拟表明,平衡非常迅速地重新建立,对于$ρr > 0.01$,离子尾部补充在小于1 ps内完成。相对于福克-普朗克碰撞算符,聚变等离子体动力学的极快弛豫可以理解为将相空间分布推向麦克斯韦的大熵驱动力,并且是库仑系统的Lyupanov不稳定性的特征。计算了D(t,n)$α$聚变反应的热反应性$\langle σv \rangle$随一系列与ICF热点点火有关的密度的平衡进程的变化。
2017-08-11 physics.plasm-ph
Beam filamentation instability drives deuterium-tritium fusion with polarized neutron emission
State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University(北京大学核物理与技术国家重点实验室);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);College of Physics, Sichuan University(四川大学物理学院);Beijing Laser Acceleration Innovation Center(北京激光聚变创新中心)
该研究通过二维粒子模拟结合自旋相关氘氚聚变模块,发现束流成丝不稳定性可将相对论电子能量耦合至聚变离子驱动氘氚聚变,且能产生各向异性自旋分辨的极化中子发射。
2026-10-09 nucl-th physics.app-ph physics.plasm-ph
Possible Coexistence of Antihydrogen with Hydrogen, Deuterium and Tritium Atoms
最近在欧洲核子研究中心和费米实验室制造了大量冷反质子以及形成了反氢,这提出了关于自然界中物质和反物质可能共存的基本问题。在目前的工作中,以前的数学考虑重新支持的可能共存的反氢与氢,氘和氚原子。特别是,本工作的主要目标是目前的计算处理,确认这些准分子在实验室中的可能形成。这些处理是基于一个非绝热的系统,其中广义基函数的框架内的瑞利-里兹'变分法调整的图片。因此,本文的工作排除了系统的Born-Oppenheimer绝热图象,它要求存在由固定准重原子组成的束缚态(至少含有两个重子,例如质子(Pn),平均寿命为1.0 × 10 ^^-6 s)和准轻原子(由两个轻子组成,例如正电子素(Ps),对正电子素的平均寿命为125 × 10 ^^-12 s,对正电子素的平均寿命为142.05 × 10 ^^-9 s)。对反氢-氢、反氢-氘和反氢-氚的结合能和内部结构的计算表明,这些准分子是结合的,可以在自然界中形成。另一方面,考虑到系统的绝热图像,我们的结果表明,这些分子可能形成的反氢原子相互作用的共振态。尽管如此,在结论中积累了一些论点,作为拟议的约束状态的后果。
2008-01-09 physics.atm-clus physics.plasm-ph
Stable Deuterium-Tritium burning plasmas with improved confinement in the presence of energetic-ion instabilities
本文报道JET时隔20多年后开展的氘氚聚变实验,发现一种稳定、高约束且无杂质的新运行模式,显著降低能量损失,并揭示多尺度物理机制对热约束和聚变功率产出的关键作用,为聚变能替代化石燃料提供重要支撑。
2024-01-18 physics.plasm-ph
Scalable Chrysopoeia via $(n, 2n)$ Reactions Driven by Deuterium-Tritium Fusion Neutrons
本研究提出利用氘-氚聚变产生的14MeV快中子,驱动聚变包层中汞-198的(n,2n)反应合成金-197的新方法,兼具中子倍增与氚增殖功能,年产金约2吨/吉瓦热功率,可提升聚变能经济性。
2025-08-03 physics.plasm-ph
Stopping power of high-density alpha-particle clusters in warm dense deuterium-tritium fuels
本文结合介电函数理论与LAPINS模拟,研究温密氘氚燃料中高密度α粒子团簇的集体阻止本领,揭示尾波相干叠加增强及其向退相干状态的转变。
2023-04-28 physics.plasm-ph
Deuterium-Tritium Levitated Dipole Fusion Power Plants
OpenStar Technologies Limited(OpenStar科技有限公司)
本研究设计了两种首台氘氚悬浮双极聚变发电厂,通过高场REBCO磁体和中子防护结构,实现高功率输出与经济性。
2026-02-24 physics.acc-ph physics.plasm-ph
NeSST: A Python Tool for Neutron Spectra and Synthetic Diagnostics in Inertial Confinement Fusion
Centre for Inertial Fusion Studies, The Blackett Laboratory, Imperial College London(惯性聚变研究中心,布莱克特实验室,帝国理工学院)
提出开源Python包NeSST,通过快速构建一次和单次散射中子谱,结合核数据、相对论修正、面密度不对称性及合成飞行时间诊断,实现ICF中子谱的快速模拟与拟合。
2026-05-23 nucl-ex physics.plasm-ph
The hidden uncertainties in particle balance calculations and their implications for assessment of plasma performance
混合等离子体放电的预测模拟,如氘氚等离子体,依赖于粒子输运的自洽模型。这些模型必须与现有实验的解释分析进行验证。考虑到粒子平衡方程的不确定性,对混合等离子体放电的模拟是很重要的,因为模拟结果直接受等离子体成分的影响。用TRANSP程序分析了中性束加热的氘射流放电和氢氘混合等离子体放电。定量地评估了进入粒子平衡方程的规定量和项对计算的等离子体参数,特别是对中子率和等离子体能量的影响。在规定的离子温度,等离子体旋转和杂质含量的大的不确定性可能会导致显着的高估或低估的计算中子速率。如果假设电子和热离子的扩散率相同,则在解释性模拟中观察到测量的和计算的中子速率的时间演化的显著差异。需要增加热氘离子传输,以达到协议与等离子体的组成测量在等离子体边缘和测量的中子速率。用粒子平衡方程计算的热离子密度主要受离子流出项的影响。
2022-02-25 physics.plasm-ph
Will NIF Work
为了现代社会的可持续性,必须开发新的清洁和丰富的能源。氢同位素氘和氚的核聚变如果成功,可能会对满足这一需求做出重大贡献。美国在实现实用的惯性约束聚变(ICF)方面做出了重要努力,该技术已在劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发了数十年。国家点火装置(英语:National Ignition Facility)(NIF)是一个巨大的激光器,用于多次冲击,从而准等熵压缩氘氚(DT)胶囊到高密度和温度,其中聚变率与密度平方乘以温度的四次方成正比。NIF要成功工作必须解决的主要问题是消除瑞利-泰勒(Rayleigh-Tailor,R-T)不稳定性,R-T不稳定性通过NIF激光驱动的动态压缩实现DT的温度降低而毒害聚变反应。今天的主要技术问题是凝聚态物质和材料物理(CMMP),而不是激光技术和等离子体物理。为了使R-T不稳定性的增长最小化而必须完成的燃料舱CMMP还有待完成。根据今天所知道的,NIF不太可能产生实际数量的聚变能量。
2009-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Reactor for boron fusion with picosecond ultrahigh power laser pulses and ultrahigh magnetic field trapping
与氘氚聚变相比,质子与11B的环境清洁聚变是极其困难的。当用皮秒脉冲代替纳秒激光脉冲进行热烧蚀驱动点火时,非线性引起的剧烈变化导致等离子体块的加速。这从根本上改变了经济的硼聚变测量新的雪崩点火。
2015-11-05 physics.plasm-ph