ICF光束排布與輻照均勻性中自適應(yīng)算法的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2020-12-16 17:12
目前,人們對(duì)于直接驅(qū)動(dòng)式激光慣性約束聚變（DD-ICF）的關(guān)注和研究在不斷增多,在直接驅(qū)動(dòng)方式中,多束激光從不同的方向輻照到聚變?nèi)剂习型枨虮砻�。這種方式相比于目前研究較多的間接驅(qū)動(dòng),具有更高的能量利用率,且構(gòu)型便于聚變能源轉(zhuǎn)化,在人們的生活生產(chǎn)的應(yīng)用具有良好的前景。與此同時(shí),直接驅(qū)動(dòng)對(duì)于靶丸球面輻照均勻性有較高的要求,需要通過(guò)多方面的設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)現(xiàn),為靶丸的壓縮和內(nèi)爆提供高對(duì)稱性和穩(wěn)定性。長(zhǎng)波長(zhǎng)的不均勻度主要來(lái)自于較少的光束數(shù)目、光束的排布方式以及光束間功率失衡等誤差影響；而短波長(zhǎng)的不均勻度主要來(lái)自于輻照光束的非勻滑、不理想的光強(qiáng)分布、靶丸缺陷等方面。短波長(zhǎng)的不均勻度一般通過(guò)多種光束整形、去相干等勻滑技術(shù)消除,而長(zhǎng)波長(zhǎng)的不均勻度需要通過(guò)優(yōu)化光束參數(shù)和調(diào)整排布來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文總結(jié)了優(yōu)化均勻度的相關(guān)技術(shù)研究和模擬方法,而后從自適應(yīng)算法出發(fā),通過(guò)優(yōu)化算法,調(diào)整光束參數(shù),給出了自動(dòng)對(duì)任意數(shù)目的光束排布得到最優(yōu)配置的程序?qū)崿F(xiàn),并對(duì)算法實(shí)現(xiàn)的效率和易擴(kuò)展性進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。本文中,對(duì)三十二路光束的情形給出了具體的不均勻度與光束參數(shù)關(guān)系的計(jì)算分析。同時(shí)我們建立了輻照的誤差分析模型,能夠?qū)馐赶蛘`差、靶...
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１気氣聚變反應(yīng)??
反應(yīng)闊值來(lái)自于其較高的中子質(zhì)子數(shù)目比，因?yàn)橹凶娱g的核子力是吸引的，而質(zhì)??子間的電子力是排斥的口］。兩個(gè)原子通過(guò)聚變反應(yīng)生成一個(gè)氮核和一個(gè)中子，反??應(yīng)過(guò)程如圖１．１，??２麥錫Ｈ??／難??。＇Ｈｅ?＋?３．５?ＭｅＶ??ｎ?＋?１４．１?ＭｅＶ??圖１．１気氣聚變反應(yīng)??實(shí)際上，在宇宙的恒星內(nèi)部，核聚變無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生著，太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的??燃料便是基本的氨元素和氨元素。而當(dāng)燃料較多時(shí)，也可Ｗ通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來(lái)增強(qiáng)??反應(yīng)效果，包括質(zhì)子鏈?zhǔn)�、ＣＮＯ循環(huán)等，分別如圖１．２左、右，??１??
??圖１．２聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)??早年人們對(duì)于核聚變的關(guān)注主要在國(guó)防武器領(lǐng)域之中，而在上世紀(jì)后半期，??人們開始嘗試將核聚變能源應(yīng)用到人們生活中。核聚變能源相比于核裂變能源，??有諸多優(yōu)勢(shì)，不僅燃料無(wú)放射性，而且原料可Ｗ從大海中提取，反應(yīng)生成物也是??清潔安全的，同時(shí)理論上具有更大的能量利用率，１０毫克的聚變?nèi)剂纤茚尫??的能量相當(dāng)于一桶原油，這對(duì)于緩解人類的能源緊張Ｗ及保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展??具有很大的意義。??但是，相比于太陽(yáng)內(nèi)部的熱核聚變，人們要在實(shí)驗(yàn)室、發(fā)電站中實(shí)現(xiàn)規(guī)模可??控、能量可收集的聚變反應(yīng)卻非常不易。實(shí)際上，即使在太陽(yáng)內(nèi)部，每?jī)蓚�(gè)氨核??的平均的反應(yīng)等待時(shí)間也是百萬(wàn)年之久。對(duì)于可行的聚變能源系統(tǒng)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用于直接驅(qū)動(dòng)的快速可變焦技術(shù)研究[J]. 王文蓮. 蘭州文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[2]高功率激光裝置中靶的定位調(diào)試[J]. 宋薇,章亞男,沈林勇. 光學(xué)精密工程. 2015(02)
[3]高功率激光驅(qū)動(dòng)器靶定位瞄準(zhǔn)單元技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 任磊,趙東峰,朱健強(qiáng). 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(08)
[4]慣性約束核聚變并聯(lián)靶定位系統(tǒng)熱分析[J]. 馮斌,劉彥武,賈懷庭,王禮權(quán),楊慧,呂志偉. 中國(guó)激光. 2014(06)
[5]慣性約束聚變裝置總體布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 朱明智,王美聰,陳曉娟,吳文凱,陳剛. 光學(xué)精密工程. 2013(03)
[6]Laser requirements for a laser fusion energy power plant[J]. Stephen E.Bodner,Andrew J.Schmitt,John D.Sethian. High Power Laser Science and Engineering. 2013(01)
[7]神光Ⅲ原型裝置的近背向散射光診斷系統(tǒng)[J]. 徐濤,彭曉世,魏惠月,閆亞?wèn)|,王峰,劉慎業(yè). 強(qiáng)激光與粒子束. 2012(12)
[8]神光Ⅲ主機(jī)裝置真空靶室組件研制[J]. 徐元利,陳學(xué)前,高海鷹,闕興華,吳文凱,劉慧琳,向勇,朱明智. 強(qiáng)激光與粒子束. 2012(11)
[9]基于子曲面分割和迭代的自由曲面光線追跡方法[J]. 朱進(jìn),高志山,袁群,葉井飛,張聰旸. 應(yīng)用光學(xué). 2012(04)
[10]神光Ⅲ主機(jī)通用診斷搭載平臺(tái)的研制[J]. 楊正華,劉慎業(yè),曹柱榮,江少恩,丁永坤,何俊華,張敏,韋明智,王維,楊志文. 強(qiáng)激光與粒子束. 2011(01)
碩士論文
[1]ICF靶瞄準(zhǔn)與光束快速引導(dǎo)技術(shù)研究[D]. 徐東坡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于光線追跡的強(qiáng)激光非線性效應(yīng)的仿真與分析[D]. 張魯薇.浙江大學(xué) 2014
[3]ICF甚多束激光打靶輻照光場(chǎng)的理論研究[D]. 劉述杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào)：2920493
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１気氣聚變反應(yīng)??
反應(yīng)闊值來(lái)自于其較高的中子質(zhì)子數(shù)目比，因?yàn)橹凶娱g的核子力是吸引的，而質(zhì)??子間的電子力是排斥的口］。兩個(gè)原子通過(guò)聚變反應(yīng)生成一個(gè)氮核和一個(gè)中子，反??應(yīng)過(guò)程如圖１．１，??２麥錫Ｈ??／難??。＇Ｈｅ?＋?３．５?ＭｅＶ??ｎ?＋?１４．１?ＭｅＶ??圖１．１気氣聚變反應(yīng)??實(shí)際上，在宇宙的恒星內(nèi)部，核聚變無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生著，太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的??燃料便是基本的氨元素和氨元素。而當(dāng)燃料較多時(shí)，也可Ｗ通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來(lái)增強(qiáng)??反應(yīng)效果，包括質(zhì)子鏈?zhǔn)�、ＣＮＯ循環(huán)等，分別如圖１．２左、右，??１??
??圖１．２聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)??早年人們對(duì)于核聚變的關(guān)注主要在國(guó)防武器領(lǐng)域之中，而在上世紀(jì)后半期，??人們開始嘗試將核聚變能源應(yīng)用到人們生活中。核聚變能源相比于核裂變能源，??有諸多優(yōu)勢(shì)，不僅燃料無(wú)放射性，而且原料可Ｗ從大海中提取，反應(yīng)生成物也是??清潔安全的，同時(shí)理論上具有更大的能量利用率，１０毫克的聚變?nèi)剂纤茚尫??的能量相當(dāng)于一桶原油，這對(duì)于緩解人類的能源緊張Ｗ及保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展??具有很大的意義。??但是，相比于太陽(yáng)內(nèi)部的熱核聚變，人們要在實(shí)驗(yàn)室、發(fā)電站中實(shí)現(xiàn)規(guī)模可??控、能量可收集的聚變反應(yīng)卻非常不易。實(shí)際上，即使在太陽(yáng)內(nèi)部，每?jī)蓚�(gè)氨核??的平均的反應(yīng)等待時(shí)間也是百萬(wàn)年之久。對(duì)于可行的聚變能源系統(tǒng)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用于直接驅(qū)動(dòng)的快速可變焦技術(shù)研究[J]. 王文蓮. 蘭州文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(05)
[2]高功率激光裝置中靶的定位調(diào)試[J]. 宋薇,章亞男,沈林勇. 光學(xué)精密工程. 2015(02)
[3]高功率激光驅(qū)動(dòng)器靶定位瞄準(zhǔn)單元技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 任磊,趙東峰,朱健強(qiáng). 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(08)
[4]慣性約束核聚變并聯(lián)靶定位系統(tǒng)熱分析[J]. 馮斌,劉彥武,賈懷庭,王禮權(quán),楊慧,呂志偉. 中國(guó)激光. 2014(06)
[5]慣性約束聚變裝置總體布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 朱明智,王美聰,陳曉娟,吳文凱,陳剛. 光學(xué)精密工程. 2013(03)
[6]Laser requirements for a laser fusion energy power plant[J]. Stephen E.Bodner,Andrew J.Schmitt,John D.Sethian. High Power Laser Science and Engineering. 2013(01)
[7]神光Ⅲ原型裝置的近背向散射光診斷系統(tǒng)[J]. 徐濤,彭曉世,魏惠月,閆亞?wèn)|,王峰,劉慎業(yè). 強(qiáng)激光與粒子束. 2012(12)
[8]神光Ⅲ主機(jī)裝置真空靶室組件研制[J]. 徐元利,陳學(xué)前,高海鷹,闕興華,吳文凱,劉慧琳,向勇,朱明智. 強(qiáng)激光與粒子束. 2012(11)
[9]基于子曲面分割和迭代的自由曲面光線追跡方法[J]. 朱進(jìn),高志山,袁群,葉井飛,張聰旸. 應(yīng)用光學(xué). 2012(04)
[10]神光Ⅲ主機(jī)通用診斷搭載平臺(tái)的研制[J]. 楊正華,劉慎業(yè),曹柱榮,江少恩,丁永坤,何俊華,張敏,韋明智,王維,楊志文. 強(qiáng)激光與粒子束. 2011(01)
碩士論文
[1]ICF靶瞄準(zhǔn)與光束快速引導(dǎo)技術(shù)研究[D]. 徐東坡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于光線追跡的強(qiáng)激光非線性效應(yīng)的仿真與分析[D]. 張魯薇.浙江大學(xué) 2014
[3]ICF甚多束激光打靶輻照光場(chǎng)的理論研究[D]. 劉述杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號(hào)：2920493
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