ICF光束排布與輻照均勻性中自適應算法的應用
發(fā)布時間：2020-12-16 17:12
目前,人們對于直接驅動式激光慣性約束聚變（DD-ICF）的關注和研究在不斷增多,在直接驅動方式中,多束激光從不同的方向輻照到聚變燃料靶丸球表面。這種方式相比于目前研究較多的間接驅動,具有更高的能量利用率,且構型便于聚變能源轉化,在人們的生活生產的應用具有良好的前景。與此同時,直接驅動對于靶丸球面輻照均勻性有較高的要求,需要通過多方面的設計和技術實現,為靶丸的壓縮和內爆提供高對稱性和穩(wěn)定性。長波長的不均勻度主要來自于較少的光束數目、光束的排布方式以及光束間功率失衡等誤差影響；而短波長的不均勻度主要來自于輻照光束的非勻滑、不理想的光強分布、靶丸缺陷等方面。短波長的不均勻度一般通過多種光束整形、去相干等勻滑技術消除,而長波長的不均勻度需要通過優(yōu)化光束參數和調整排布來實現。本文總結了優(yōu)化均勻度的相關技術研究和模擬方法,而后從自適應算法出發(fā),通過優(yōu)化算法,調整光束參數,給出了自動對任意數目的光束排布得到最優(yōu)配置的程序實現,并對算法實現的效率和易擴展性進行了優(yōu)化和改進。本文中,對三十二路光束的情形給出了具體的不均勻度與光束參數關系的計算分析。同時我們建立了輻照的誤差分析模型,能夠對光束指向誤差、靶...
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：92 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１気氣聚變反應??
反應闊值來自于其較高的中子質子數目比，因為中子間的核子力是吸引的，而質??子間的電子力是排斥的口］。兩個原子通過聚變反應生成一個氮核和一個中子，反??應過程如圖１．１，??２麥錫Ｈ??／難??。＇Ｈｅ?＋?３．５?ＭｅＶ??ｎ?＋?１４．１?ＭｅＶ??圖１．１気氣聚變反應??實際上，在宇宙的恒星內部，核聚變無時無刻不在發(fā)生著，太陽發(fā)光發(fā)熱的??燃料便是基本的氨元素和氨元素。而當燃料較多時，也可Ｗ通過鏈式反應來增強??反應效果，包括質子鏈式、ＣＮＯ循環(huán)等，分別如圖１．２左、右，??１??
??圖１．２聚變的鏈式反應??早年人們對于核聚變的關注主要在國防武器領域之中，而在上世紀后半期，??人們開始嘗試將核聚變能源應用到人們生活中。核聚變能源相比于核裂變能源，??有諸多優(yōu)勢，不僅燃料無放射性，而且原料可Ｗ從大海中提取，反應生成物也是??清潔安全的，同時理論上具有更大的能量利用率，１０毫克的聚變燃料所能釋放??的能量相當于一桶原油，這對于緩解人類的能源緊張Ｗ及保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展??具有很大的意義。??但是，相比于太陽內部的熱核聚變，人們要在實驗室、發(fā)電站中實現規(guī)模可??控、能量可收集的聚變反應卻非常不易。實際上，即使在太陽內部，每兩個氨核??的平均的反應等待時間也是百萬年之久。對于可行的聚變能源系統(tǒng)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]用于直接驅動的快速可變焦技術研究[J]. 王文蓮. 蘭州文理學院學報(自然科學版). 2015(05)
[2]高功率激光裝置中靶的定位調試[J]. 宋薇,章亞男,沈林勇. 光學精密工程. 2015(02)
[3]高功率激光驅動器靶定位瞄準單元技術研究進展[J]. 任磊,趙東峰,朱健強. 激光與光電子學進展. 2014(08)
[4]慣性約束核聚變并聯靶定位系統(tǒng)熱分析[J]. 馮斌,劉彥武,賈懷庭,王禮權,楊慧,呂志偉. 中國激光. 2014(06)
[5]慣性約束聚變裝置總體布局和結構設計[J]. 朱明智,王美聰,陳曉娟,吳文凱,陳剛. 光學精密工程. 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,閆亞東,王峰,劉慎業(yè). 強激光與粒子束. 2012(12)
[8]神光Ⅲ主機裝置真空靶室組件研制[J]. 徐元利,陳學前,高海鷹,闕興華,吳文凱,劉慧琳,向勇,朱明智. 強激光與粒子束. 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,高志山,袁群,葉井飛,張聰旸. 應用光學. 2012(04)
[10]神光Ⅲ主機通用診斷搭載平臺的研制[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. 強激光與粒子束. 2011(01)
碩士論文
[1]ICF靶瞄準與光束快速引導技術研究[D]. 徐東坡.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]基于光線追跡的強激光非線性效應的仿真與分析[D]. 張魯薇.浙江大學 2014
[3]ICF甚多束激光打靶輻照光場的理論研究[D]. 劉述杰.哈爾濱工業(yè)大學 2008
本文編號：2920493
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：92 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１気氣聚變反應??
反應闊值來自于其較高的中子質子數目比，因為中子間的核子力是吸引的，而質??子間的電子力是排斥的口］。兩個原子通過聚變反應生成一個氮核和一個中子，反??應過程如圖１．１，??２麥錫Ｈ??／難??。＇Ｈｅ?＋?３．５?ＭｅＶ??ｎ?＋?１４．１?ＭｅＶ??圖１．１気氣聚變反應??實際上，在宇宙的恒星內部，核聚變無時無刻不在發(fā)生著，太陽發(fā)光發(fā)熱的??燃料便是基本的氨元素和氨元素。而當燃料較多時，也可Ｗ通過鏈式反應來增強??反應效果，包括質子鏈式、ＣＮＯ循環(huán)等，分別如圖１．２左、右，??１??
??圖１．２聚變的鏈式反應??早年人們對于核聚變的關注主要在國防武器領域之中，而在上世紀后半期，??人們開始嘗試將核聚變能源應用到人們生活中。核聚變能源相比于核裂變能源，??有諸多優(yōu)勢，不僅燃料無放射性，而且原料可Ｗ從大海中提取，反應生成物也是??清潔安全的，同時理論上具有更大的能量利用率，１０毫克的聚變燃料所能釋放??的能量相當于一桶原油，這對于緩解人類的能源緊張Ｗ及保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展??具有很大的意義。??但是，相比于太陽內部的熱核聚變，人們要在實驗室、發(fā)電站中實現規(guī)模可??控、能量可收集的聚變反應卻非常不易。實際上，即使在太陽內部，每兩個氨核??的平均的反應等待時間也是百萬年之久。對于可行的聚變能源系統(tǒng)
【參考文獻】：
期刊論文
[1]用于直接驅動的快速可變焦技術研究[J]. 王文蓮. 蘭州文理學院學報(自然科學版). 2015(05)
[2]高功率激光裝置中靶的定位調試[J]. 宋薇,章亞男,沈林勇. 光學精密工程. 2015(02)
[3]高功率激光驅動器靶定位瞄準單元技術研究進展[J]. 任磊,趙東峰,朱健強. 激光與光電子學進展. 2014(08)
[4]慣性約束核聚變并聯靶定位系統(tǒng)熱分析[J]. 馮斌,劉彥武,賈懷庭,王禮權,楊慧,呂志偉. 中國激光. 2014(06)
[5]慣性約束聚變裝置總體布局和結構設計[J]. 朱明智,王美聰,陳曉娟,吳文凱,陳剛. 光學精密工程. 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,閆亞東,王峰,劉慎業(yè). 強激光與粒子束. 2012(12)
[8]神光Ⅲ主機裝置真空靶室組件研制[J]. 徐元利,陳學前,高海鷹,闕興華,吳文凱,劉慧琳,向勇,朱明智. 強激光與粒子束. 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,高志山,袁群,葉井飛,張聰旸. 應用光學. 2012(04)
[10]神光Ⅲ主機通用診斷搭載平臺的研制[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. 強激光與粒子束. 2011(01)
碩士論文
[1]ICF靶瞄準與光束快速引導技術研究[D]. 徐東坡.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]基于光線追跡的強激光非線性效應的仿真與分析[D]. 張魯薇.浙江大學 2014
[3]ICF甚多束激光打靶輻照光場的理論研究[D]. 劉述杰.哈爾濱工業(yè)大學 2008
本文編號：2920493
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