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全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源的改进灰色预测滑模电流控制
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作者 黄海宏 陈昭 王海欣 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5317-5329,共13页
全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源是实现可控核聚变中等离子体垂直位移控制的重要装置。EAST快控电源采用多个H桥逆变支路并联工作模式,电源的总输出电流对参考电流的快速跟踪控制直接影响等离子体的平衡控制,而各个并联支... 全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源是实现可控核聚变中等离子体垂直位移控制的重要装置。EAST快控电源采用多个H桥逆变支路并联工作模式,电源的总输出电流对参考电流的快速跟踪控制直接影响等离子体的平衡控制,而各个并联支路的输出电流一致性对支路稳定工作十分重要。为加快EAST快控电源输出电流动态响应速度和保证各个支路电流平衡,该文提出一种改进灰色预测新型快速变幂次趋近率滑模控制方法,实现EAST快控电源输出电流的良好控制。为加快输出电流响应速度,在总输出电流反馈环节加入改进灰色预测,根据输出电流的凹凸性和积分思想对灰色预测背景值进行重构,将预测值加入到原始序列替换旧信息以实现滚动预测,可以有效提高输出电流的预测精度。设计以总电流跟踪参考电流和支路电流均衡为控制目的滑模面,提出一种新型快速变幂次趋近率以加快滑模系统的收敛速度。仿真和实验验证了提出的控制方法对比其他传统控制方法具有更好的支路电流一致性和更快的输出电流响应速度。 展开更多
关键词 全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源 输出电流 灰色预测 滑模控制
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核聚变装置偏滤器面向等离子体材料的发展现状与展望
2
作者 刘家琴 张小强 +2 位作者 朱晓勇 马冰 吴玉程 《机械工程材料》 北大核心 2025年第10期1-11,共11页
偏滤器作为受控核聚变装置的核心组件,其面向等离子体材料必须耐受高温等离子体产生的强热流、粒子流和中子辐照的复合效应。这些效应可能引起材料损伤和杂质生成,导致等离子体的能量损失和约束效率下降,同时,滞留在面向等离子体第一壁... 偏滤器作为受控核聚变装置的核心组件,其面向等离子体材料必须耐受高温等离子体产生的强热流、粒子流和中子辐照的复合效应。这些效应可能引起材料损伤和杂质生成,导致等离子体的能量损失和约束效率下降,同时,滞留在面向等离子体第一壁面上的燃料粒子再循环也直接影响等离子体密度的控制。综述了偏滤器面向等离子体材料在聚变堆高热负荷、等离子体辐照以及中子辐照等服役条件下的损伤失效行为,介绍了碳基材料、铍金属和钨基材料等面向等离子体主要候选材料,综述了合金化、复合化和弥散强化等钨基材料强韧化策略,展望了未来的研究方向。 展开更多
关键词 核聚变 偏滤器 面向等离子体材料 服役条件 物理作用
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可控核聚变与全球地缘政治重塑
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作者 张翌然 余南平 《世界经济与政治论坛》 北大核心 2025年第5期1-24,199,共25页
能源技术的颠覆性突破可能改写全球地缘政治的基本规则,其中可控核聚变因其近乎无限的能源潜力,正在成为重塑国际权力格局的关键变量。传统能源地缘政治以资源禀赋与运输通道控制为基石,而可控核聚变技术将推动地缘政治权力基础向技术... 能源技术的颠覆性突破可能改写全球地缘政治的基本规则,其中可控核聚变因其近乎无限的能源潜力,正在成为重塑国际权力格局的关键变量。传统能源地缘政治以资源禀赋与运输通道控制为基石,而可控核聚变技术将推动地缘政治权力基础向技术创新能力跃迁。当能源供给不再受地理因素所限时,可控核聚变技术领先的国家将基于能源自主权,获得算力、产业标准等新兴领域的技术主权和规制权。可以预见,可控核聚变技术的军事化潜力及其与高科技产业的协同效应,可能引发科技霸权的再竞争与军事平衡的再变化,进而使全球地缘政治博弈进入新维度和新阶段。当前世界主要国家在磁约束、激光点火等不同技术路线上的投入与竞争,以及公私合作模式的创新正在加速可控核聚变能源革命,其终极影响或将重新定义未来国际秩序权力来源与分配逻辑。 展开更多
关键词 可控核聚变 颠覆性技术 能源安全 地缘政治 算力 人工智能
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磁约束核聚变托卡马克装置研究进展与展望 被引量:9
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作者 钟武律 肖国梁 +2 位作者 佟瑞海 李波 刘健 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期296-307,共12页
本文围绕磁约束核聚变实验阶段的重点科学问题以及聚变工程化过程中面临的主要挑战,重点介绍了国内外托卡马克装置的发展历程及现状,概述了主要在役托卡马克装置的基本参数、主要任务、重要里程碑、当前重点研究方向及相关发展规划等。... 本文围绕磁约束核聚变实验阶段的重点科学问题以及聚变工程化过程中面临的主要挑战,重点介绍了国内外托卡马克装置的发展历程及现状,概述了主要在役托卡马克装置的基本参数、主要任务、重要里程碑、当前重点研究方向及相关发展规划等。国际磁约束聚变研究已由等离子体物理实验为主逐步迈向重点聚焦聚变堆核工程与技术研发阶段,加快建立聚变能开发产业体系是推动受控核聚变技术发展的关键。本文还对磁约束核聚变托卡马克的未来发展方向和技术路径进行了分析和展望,并归纳提出加速聚变发展需尽快布局的核工程与核技术重点方向。 展开更多
关键词 磁约束核聚变 托卡马克 国内外进展 展望
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核聚变装置偏滤器靶板材料选择与研究进展 被引量:1
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作者 吴玉程 盛学洋 +3 位作者 马冰 王珊 张一帆 刘家琴 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期807-823,共17页
可控热核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,是解决人类能源和环境问题的根本途径。目前,可控热核聚变能的发展面临诸多挑战,偏滤器靶板作为磁约束核聚变装置中的重要部件,其设计和制造是维持等离子体放电、实现核聚变反应堆稳定运行亟... 可控热核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,是解决人类能源和环境问题的根本途径。目前,可控热核聚变能的发展面临诸多挑战,偏滤器靶板作为磁约束核聚变装置中的重要部件,其设计和制造是维持等离子体放电、实现核聚变反应堆稳定运行亟需解决的关键问题之一。作为等离子体轰击最严重区域,偏滤器靶板经受着高能粒子流辐照和高热负荷冲击(10 MW·m^(-2)稳态负荷和20 MW·m^(-2)瞬态负荷),同时承担着磁约束聚变装置最主要的排热功能。因此,研发具有优异性能的靶板材料是推动核聚变能发展的关键一步。目前,金属铍、碳基材料以及钨基材料是主要的3种偏滤器靶板候选材料。基于国内外现有研究成果,论述了偏滤器靶板材料的选择与研究进展,对比分析了3种候选材料的优势以及存在的问题,以期为偏滤器靶板材料的选择、研发提供借鉴。 展开更多
关键词 核聚变 金属铍 碳基材料 钨基材料 偏滤器靶板材料
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磁约束核聚变能研究进展与展望
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作者 段旭如 钟武律 薛雷 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期989-994,共6页
核聚变能是目前认识到的解决未来能源与环境问题的有效途径。我国核能发展“三步走”战略中,将核聚变能作为解决能源问题的终极目标。近年来,核聚变能研究屡获突破,令人鼓舞,多个国家(地区)及国际组织越发认识到核聚变能在应对气候变化... 核聚变能是目前认识到的解决未来能源与环境问题的有效途径。我国核能发展“三步走”战略中,将核聚变能作为解决能源问题的终极目标。近年来,核聚变能研究屡获突破,令人鼓舞,多个国家(地区)及国际组织越发认识到核聚变能在应对气候变化和保障能源安全方面的重要性,正加快核聚变能的开发、示范和商业部署。本文概括了磁约束核聚变能研究进展与现状,介绍了国际上欧美等国家(地区)核聚变能发展战略,并对我国磁约束核聚变能发展进行展望。 展开更多
关键词 可控核聚变 磁约束 托卡马克 聚变
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苏联氢弹研制科学理论基础的奠定——核聚变理论工作(1946—1953)
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作者 张广翔 高腾 《陕西师范大学学报(哲学社会科学版)》 CSSCI 北大核心 2024年第3期48-60,共13页
1946—1953年间,苏联4个科研团队的核聚变理论工作,既是苏联氢弹研制的首要工作,也是苏联核计划的重要组成部分,为氢弹研制奠定了科学理论基础。库尔恰托夫团队负责分析情报信息并向政府提供建议,对其他小组的工作进行管理并开展了少许... 1946—1953年间,苏联4个科研团队的核聚变理论工作,既是苏联氢弹研制的首要工作,也是苏联核计划的重要组成部分,为氢弹研制奠定了科学理论基础。库尔恰托夫团队负责分析情报信息并向政府提供建议,对其他小组的工作进行管理并开展了少许的理论研究工作;泽利多维奇小组是苏联最早对轻核聚变可行性进行研究的团队,开展了与“管式构型”氢弹相关的核聚变理论工作;朗道小组从工作伊始就探索核聚变理论的实际应用问题,就两种构型的氢弹开展了重要的理论计算工作;塔姆小组提出并完善了“层式构型”氢弹的设计构想,并开展了与此相关的核聚变理论工作,在苏联首枚氢弹的研制中发挥了关键作用。他们开展的核聚变理论工作为苏联氢弹研制的设计理论、技术理论等理论问题提供了科学依据,在热核装药的选择、引爆问题、爆炸过程、能量释放以及试爆工作等实际问题的解决中起到了极其重要的理论指导作用。核聚变理论工作不仅为苏联氢弹研制的成功提供了理论保障,而且在某种程度上还加深了核裂变理论的相关研究,进而构建并强化了苏联核武体系的科学理论基础,而且还进一步改进了对原子弹、氢弹的研发工作,大大增强了苏联的国防力量。 展开更多
关键词 核聚变理论工作 物理研究 氢弹研制 苏联科学家 苏联计划
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核聚变中的核物理问题 被引量:4
8
作者 李兴中 刘斌 +1 位作者 魏清明 任贤哲 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期29-32,共4页
采用标准的量子力学方位阱加库伦位垒,计算了氘 氚聚变截面。给出了0.2~280keV能区内的截面数据,与实验符合得很好。此模型说明了不可用Breit Wigner公式来讨论轻核聚变反应。将此模型运用于束缚态带电粒子之间的核反应,可以解释一系列... 采用标准的量子力学方位阱加库伦位垒,计算了氘 氚聚变截面。给出了0.2~280keV能区内的截面数据,与实验符合得很好。此模型说明了不可用Breit Wigner公式来讨论轻核聚变反应。将此模型运用于束缚态带电粒子之间的核反应,可以解释一系列"异常现象",并展现了开发不带强放射性的聚变能的前景。 展开更多
关键词 核聚变 量子力学 氘-氘聚变截面 核聚变反应 选择性共振隧穿模型 气泡聚变 凝聚态科学
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磁约束核聚变能源开发的进展和展望 被引量:8
9
作者 潘传红 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2000年第3期244-247,288,共5页
关键词 磁约束核聚变 能源开发 托卡马克核聚变
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常温核聚变机理及实验验证的研究进展 被引量:1
10
作者 张清福 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期191-192,共2页
常温核聚变机理及实验验证的研究进展张清福四川联合大学高温高压与原子分子科学研究所成都610065原英国教授弗莱希曼和美国教授庞斯在常温下实现核聚变反应的结果于1989年3月23日公布以后,引起了全世界科技界的强烈震... 常温核聚变机理及实验验证的研究进展张清福四川联合大学高温高压与原子分子科学研究所成都610065原英国教授弗莱希曼和美国教授庞斯在常温下实现核聚变反应的结果于1989年3月23日公布以后,引起了全世界科技界的强烈震动,并爆发了一场全球性的大争论,当... 展开更多
关键词 核聚变反应 常温 核聚变实验
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核聚变与国际热核聚变实验堆 被引量:2
11
作者 汪京荣 《稀有金属快报》 CSCD 2002年第10期1-5,共5页
关键词 核聚变 国际热核聚变实验堆 ITER
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激光核聚变靶表面几何参数扫描探针测量技术 被引量:9
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作者 孙涛 高党忠 +2 位作者 唐永建 傅依备 董申 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第4期361-363,共3页
应用改造的原子力显微镜 (AFM )作为传感系统 ,配合精密回转气浮轴系和三维微定位装置 ,实现了对激光核聚变靶球圆周方位形状误差的精密测量。采用该测量技术获得的靶球表面几何参数的测量数据及分析结果可为制靶工艺提供检测手段 。
关键词 激光核聚变 表面几何参数 扫描探针 测量技术 原子力显微镜 精密测量 表面形貌
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爆炸焊接研制核聚变用大厚度铜-不锈钢复合板 被引量:6
13
作者 王宇新 李晓杰 +1 位作者 范述宁 刘建伟 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期77-81,104,132,共7页
大厚度铜–不锈钢复合板是核聚变反应堆的重要部件,除了要满足复合率技术指标外,复合界面抗拉强度、抗剪强度和界面波形态也远远高于常规复合板材的要求,单纯依靠常规的技术工艺需要多次试验才能满足技术要求.为了解决这个技术难题,基... 大厚度铜–不锈钢复合板是核聚变反应堆的重要部件,除了要满足复合率技术指标外,复合界面抗拉强度、抗剪强度和界面波形态也远远高于常规复合板材的要求,单纯依靠常规的技术工艺需要多次试验才能满足技术要求.为了解决这个技术难题,基于爆炸焊接理论计算确定大厚度铜–不锈钢爆炸焊接窗口和合理的爆炸焊接工艺参数以确保复合板的质量.结果表明,将理论分析、数值计算和爆炸焊接试验相结合可以作为爆炸复合材料的生产加工一种标准化的技术方法. 展开更多
关键词 爆炸焊接 核聚变 复合板 焊接窗口
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磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用研究进展 被引量:29
14
作者 吕广宏 罗广南 李建刚 《中国材料进展》 CAS CSCD 2010年第7期42-48,共7页
核聚变能是潜在的清洁安全能源,其最终的实现对中国能源问题的解决尤其重要。磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材... 核聚变能是潜在的清洁安全能源,其最终的实现对中国能源问题的解决尤其重要。磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材料问题。其中关键材料问题的解决在很大程度上取决于我们对等离子体与壁材料相互作用(Plasma-Wall Interactions,PWI)过程和机理的深入理解。PWI现象主要发生在托卡马克磁场最外封闭磁面以外的边界等离子体(又称为刮削层,Scrapped-Off Layer,SOL)和直接接触SOL的面对等离子体材料(Plasma-Facing Materials,PFM)区域内。因此,PWI问题直接决定了聚变的装置运行安全性、壁材料部件研发进程和未来壁的使用寿命。弄清PWI的各种物理过程和机理并施以有效的控制,是未来核聚变能实现的重要环节之一。对PWI国内外研究现状进行了详细的总结评述,并阐述了PWI的未来发展趋势和亟待解决的问题。 展开更多
关键词 磁约束核聚变 托卡马克 等离子体与壁相互作用
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核聚变实验数据采集系统中数据压缩算法的研究 被引量:10
15
作者 朱琳 罗家融 田一海 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期12-13,22,共3页
在分析当今普遍使用的压缩算法后,采用了适合核聚变实验装置数据采集和发布系统的LZO算法,并且给予具体应用,同时给出了性能评估,希望能对其它类似情况的数据压缩算法提供一定的参考价值。
关键词 核聚变实验 数据采集系统 数据压缩算法 超导托卡马克聚变装置
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核聚变实验装置HT-7U一维及二维辐射防护设计研究 被引量:8
16
作者 黄群英 陈朝斌 吴宜灿 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第1期79-85,共7页
主要介绍一维、二维中子输运程序ANISN ,DOT 3 5在核聚变实验装置HT 7U辐射屏蔽物理设计中的应用。计算和分析了该装置实验大厅内外中子注量 /能谱、γ注量 /能谱、中子剂量率、γ剂量率的空间分布 ,对屏蔽材料的选取及屏蔽层厚度进行... 主要介绍一维、二维中子输运程序ANISN ,DOT 3 5在核聚变实验装置HT 7U辐射屏蔽物理设计中的应用。计算和分析了该装置实验大厅内外中子注量 /能谱、γ注量 /能谱、中子剂量率、γ剂量率的空间分布 ,对屏蔽材料的选取及屏蔽层厚度进行了优化设计 ,为HT 7U装置的辐射屏蔽物理设计提供了建议性意见及理论依据。 展开更多
关键词 HT-7U装置 核聚变 辐射屏蔽 剂量率 超导托卡马克 设计 辐射防护
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核聚变装置放电真空室材料的要求和发展 被引量:7
17
作者 宋云涛 姚达毛 +1 位作者 武松涛 翁佩德 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期8-9,共2页
通过回顾托卡马克核聚变实验装置的发展历程和放电真空室及内部部件材料的运用历史,联系近些年国内外一些托卡马克装置的最新实验结果,对不锈钢、钛合金、纤维增强的复合材料在放电真空室上的应用进行展望,为未来核聚变实验装置的工程... 通过回顾托卡马克核聚变实验装置的发展历程和放电真空室及内部部件材料的运用历史,联系近些年国内外一些托卡马克装置的最新实验结果,对不锈钢、钛合金、纤维增强的复合材料在放电真空室上的应用进行展望,为未来核聚变实验装置的工程设计和材料选择提供了依据。 展开更多
关键词 TOKAMAKU装置 真空室材料 核聚变装置
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惯性约束核聚变用激光玻璃的研究进展 被引量:3
18
作者 陶辉锦 卢安贤 +1 位作者 唐晓东 隋展 《材料导报》 EI CAS CSCD 2002年第11期32-34,共3页
阐述了惯性约束核聚变用激光玻璃的应用背景;着重介绍了国内外在激光玻璃材料研究开发方面的状况、主要成就及存在的问题并展望了其发展方向。
关键词 研究进展 惯性约束核聚变 激光玻璃 激光器材料
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重氢原子进入钯或钛晶体中可能引起室温核聚变的理论探讨与实验研究 被引量:3
19
作者 苟清泉 朱正和 张清福 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1990年第3期1491-1495,共5页
本文从原子分子及晶体物理出发,提出了室温核聚变机理。按照此理论,在以钯或钛为阴极的电解重水中,观察到明显的温度变化与放热效应,并测定了核聚变的产物。
关键词 重氢 原子 晶体 核聚变
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微光学技术在惯性约束核聚变(ICF)中的应用 被引量:3
20
作者 严瑛白 郑学哲 +1 位作者 金国藩 邬敏贤 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期100-103,161,共5页
微光学(二元光学)技术与器件在惯性约束核聚变中有重要的应用前景。基于光波衍射原理设计的二元光学器件,可实现ICF对于激光聚焦光斑的均匀性(>95%)及能量利用率(M90%)且无旁瓣、边缘足够陡的要求。文中分析阐述了几... 微光学(二元光学)技术与器件在惯性约束核聚变中有重要的应用前景。基于光波衍射原理设计的二元光学器件,可实现ICF对于激光聚焦光斑的均匀性(>95%)及能量利用率(M90%)且无旁瓣、边缘足够陡的要求。文中分析阐述了几种器件与系统的原理及设计方法,在综合比较评价的基础上提出了改进方案。 展开更多
关键词 惯性约束核聚变 二元光学技术 微光学 二元光学器件 均匀照明 透镜阵列 能量利用率 光强分布 计算全息 复振幅分布
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