ICF光束排布与辐照均匀性中自适应算法的应用
发布时间：2020-12-16 17:12
目前,人们对于直接驱动式激光惯性约束聚变（DD-ICF）的关注和研究在不断增多,在直接驱动方式中,多束激光从不同的方向辐照到聚变燃料靶丸球表面。这种方式相比于目前研究较多的间接驱动,具有更高的能量利用率,且构型便于聚变能源转化,在人们的生活生产的应用具有良好的前景。与此同时,直接驱动对于靶丸球面辐照均匀性有较高的要求,需要通过多方面的设计和技术实现,为靶丸的压缩和内爆提供高对称性和稳定性。长波长的不均匀度主要来自于较少的光束数目、光束的排布方式以及光束间功率失衡等误差影响；而短波长的不均匀度主要来自于辐照光束的非匀滑、不理想的光强分布、靶丸缺陷等方面。短波长的不均匀度一般通过多种光束整形、去相干等匀滑技术消除,而长波长的不均匀度需要通过优化光束参数和调整排布来实现。本文总结了优化均匀度的相关技术研究和模拟方法,而后从自适应算法出发,通过优化算法,调整光束参数,给出了自动对任意数目的光束排布得到最优配置的程序实现,并对算法实现的效率和易扩展性进行了优化和改进。本文中,对三十二路光束的情形给出了具体的不均匀度与光束参数关系的计算分析。同时我们建立了辐照的误差分析模型,能够对光束指向误差、靶...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１気氣聚变反应??
反应阔值来自于其较高的中子质子数目比，因为中子间的核子力是吸引的，而质??子间的电子力是排斥的口］。两个原子通过聚变反应生成一个氮核和一个中子，反??应过程如图１．１，??２麥錫Ｈ??／難??。＇Ｈｅ?＋?３．５?ＭｅＶ??ｎ?＋?１４．１?ＭｅＶ??图１．１気氣聚变反应??实际上，在宇宙的恒星内部，核聚变无时无刻不在发生着，太阳发光发热的??燃料便是基本的氨元素和氨元素。而当燃料较多时，也可Ｗ通过链式反应来增强??反应效果，包括质子链式、ＣＮＯ循环等，分别如图１．２左、右，??１??
??图１．２聚变的链式反应??早年人们对于核聚变的关注主要在国防武器领域之中，而在上世纪后半期，??人们开始尝试将核聚变能源应用到人们生活中。核聚变能源相比于核裂变能源，??有诸多优势，不仅燃料无放射性，而且原料可Ｗ从大海中提取，反应生成物也是??清洁安全的，同时理论上具有更大的能量利用率，１０毫克的聚变燃料所能释放??的能量相当于一桶原油，这对于缓解人类的能源紧张Ｗ及保护环境的可持续发展??具有很大的意义。??但是，相比于太阳内部的热核聚变，人们要在实验室、发电站中实现规模可??控、能量可收集的聚变反应却非常不易。实际上，即使在太阳内部，每两个氨核??的平均的反应等待时间也是百万年之久。对于可行的聚变能源系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于直接驱动的快速可变焦技术研究[J]. 王文莲. 兰州文理学院学报(自然科学版). 2015(05)
[2]高功率激光装置中靶的定位调试[J]. 宋薇,章亚男,沈林勇. 光学精密工程. 2015(02)
[3]高功率激光驱动器靶定位瞄准单元技术研究进展[J]. 任磊,赵东峰,朱健强. 激光与光电子学进展. 2014(08)
[4]惯性约束核聚变并联靶定位系统热分析[J]. 冯斌,刘彦武,贾怀庭,王礼权,杨慧,吕志伟. 中国激光. 2014(06)
[5]惯性约束聚变装置总体布局和结构设计[J]. 朱明智,王美聪,陈晓娟,吴文凯,陈刚. 光学精密工程. 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原型装置的近背向散射光诊断系统[J]. 徐涛,彭晓世,魏惠月,闫亚东,王峰,刘慎业. 强激光与粒子束. 2012(12)
[8]神光Ⅲ主机装置真空靶室组件研制[J]. 徐元利,陈学前,高海鹰,阙兴华,吴文凯,刘慧琳,向勇,朱明智. 强激光与粒子束. 2012(11)
[9]基于子曲面分割和迭代的自由曲面光线追迹方法[J]. 朱进,高志山,袁群,叶井飞,张聪旸. 应用光学. 2012(04)
[10]神光Ⅲ主机通用诊断搭载平台的研制[J]. 杨正华,刘慎业,曹柱荣,江少恩,丁永坤,何俊华,张敏,韦明智,王维,杨志文. 强激光与粒子束. 2011(01)
硕士论文
[1]ICF靶瞄准与光束快速引导技术研究[D]. 徐东坡.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于光线追迹的强激光非线性效应的仿真与分析[D]. 张鲁薇.浙江大学 2014
[3]ICF甚多束激光打靶辐照光场的理论研究[D]. 刘述杰.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：2920493
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１気氣聚变反应??
反应阔值来自于其较高的中子质子数目比，因为中子间的核子力是吸引的，而质??子间的电子力是排斥的口］。两个原子通过聚变反应生成一个氮核和一个中子，反??应过程如图１．１，??２麥錫Ｈ??／難??。＇Ｈｅ?＋?３．５?ＭｅＶ??ｎ?＋?１４．１?ＭｅＶ??图１．１気氣聚变反应??实际上，在宇宙的恒星内部，核聚变无时无刻不在发生着，太阳发光发热的??燃料便是基本的氨元素和氨元素。而当燃料较多时，也可Ｗ通过链式反应来增强??反应效果，包括质子链式、ＣＮＯ循环等，分别如图１．２左、右，??１??
??图１．２聚变的链式反应??早年人们对于核聚变的关注主要在国防武器领域之中，而在上世纪后半期，??人们开始尝试将核聚变能源应用到人们生活中。核聚变能源相比于核裂变能源，??有诸多优势，不仅燃料无放射性，而且原料可Ｗ从大海中提取，反应生成物也是??清洁安全的，同时理论上具有更大的能量利用率，１０毫克的聚变燃料所能释放??的能量相当于一桶原油，这对于缓解人类的能源紧张Ｗ及保护环境的可持续发展??具有很大的意义。??但是，相比于太阳内部的热核聚变，人们要在实验室、发电站中实现规模可??控、能量可收集的聚变反应却非常不易。实际上，即使在太阳内部，每两个氨核??的平均的反应等待时间也是百万年之久。对于可行的聚变能源系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于直接驱动的快速可变焦技术研究[J]. 王文莲. 兰州文理学院学报(自然科学版). 2015(05)
[2]高功率激光装置中靶的定位调试[J]. 宋薇,章亚男,沈林勇. 光学精密工程. 2015(02)
[3]高功率激光驱动器靶定位瞄准单元技术研究进展[J]. 任磊,赵东峰,朱健强. 激光与光电子学进展. 2014(08)
[4]惯性约束核聚变并联靶定位系统热分析[J]. 冯斌,刘彦武,贾怀庭,王礼权,杨慧,吕志伟. 中国激光. 2014(06)
[5]惯性约束聚变装置总体布局和结构设计[J]. 朱明智,王美聪,陈晓娟,吴文凯,陈刚. 光学精密工程. 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原型装置的近背向散射光诊断系统[J]. 徐涛,彭晓世,魏惠月,闫亚东,王峰,刘慎业. 强激光与粒子束. 2012(12)
[8]神光Ⅲ主机装置真空靶室组件研制[J]. 徐元利,陈学前,高海鹰,阙兴华,吴文凯,刘慧琳,向勇,朱明智. 强激光与粒子束. 2012(11)
[9]基于子曲面分割和迭代的自由曲面光线追迹方法[J]. 朱进,高志山,袁群,叶井飞,张聪旸. 应用光学. 2012(04)
[10]神光Ⅲ主机通用诊断搭载平台的研制[J]. 杨正华,刘慎业,曹柱荣,江少恩,丁永坤,何俊华,张敏,韦明智,王维,杨志文. 强激光与粒子束. 2011(01)
硕士论文
[1]ICF靶瞄准与光束快速引导技术研究[D]. 徐东坡.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于光线追迹的强激光非线性效应的仿真与分析[D]. 张鲁薇.浙江大学 2014
[3]ICF甚多束激光打靶辐照光场的理论研究[D]. 刘述杰.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：2920493
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/2920493.html
