PDF《核爆模拟 3》

216 核武器效应 过去在地下热核试验时 通过把各种军用硬件 和商用硬件直接暴露在坑道的实际核爆炸辐射环境 中来研究核武器对它们的破坏效应 从而获取数据 用以加固核武器或有关的军用设备和商用设备 在 没有地下热核试验的情况下 核爆模拟可以通过惯 性约束聚变的驱动装置产生类似核爆炸的 ÷ 射线 辐射环境来研究核武器效应 如果惯性约束聚变达 到热核点火 则可以创造更大量的类似核爆炸的 ÷ 射线辐射 热核点火还可以产生大量的高能中子 高 能中子又可以通过增殖器进行增殖 可以用来产生 Χ射线 所有这些类似核爆炸的环境都可以用来研 究核武器的破坏效应 如何在地面实验室创造这种 类似的核爆炸环境 也是核爆模拟重要的研究课题 之一 核爆模拟的驱动装置 核爆模拟的驱动装置主要是巨型钕玻璃固体激 光装置 最近的研究表明 2箍缩

2 装置也很 有希望创造一个好的辐射场 用于实现间接驱动内 爆压缩过程和进行核武器物理研究

311 巨型钕玻璃激光器 固体激光器的主要工作介质是钕玻璃 以前 高 功率钕玻璃激光器的振荡器通常采用 ≠ 晶体而功率放大器则采用硅酸盐钕玻璃 现在在振荡 器中则采用 ≠ ? 在放大器中采用磷酸盐钕玻 璃 因为在钕玻璃激光器中 玻璃的破坏阈值是 Π 因此 激光聚变的高功率驱动器均采用多束 激光 目前的固体激光器是用氙灯抽运的 由于二极 管抽运的固体激光器 ?° 具有效率高 !可靠性好 等特点 将来氙灯抽运有可能被二极管抽运取代 固体激光器激光聚焦性能好 波长和脉冲宽度 可变 储存能量的能力可定标至高达数百万焦耳的 量级 因此 目前世界各国几乎均采用固体激光器作 为惯性约束聚变的驱动器

312 ? 箍缩装置 箍缩技术又称等离子体内爆技术 箍缩 装置基本的工作原理为 丝阵套筒是由许多金属丝 组成的圆柱型的线阵空腔 由脉冲功率装置提供大 电流 通过阴阳极负载 脉冲前沿或预脉冲使负载导 体电离 形成部分等离子体 主脉冲电流产生环形磁 # # 物理 场 电磁向心力使等离子体加速向内运动 电磁能转 化成负载介质的动能 当负载介质以接近 Π 的速度在中心对称轴坍塌或碰撞阻滞 时 动能转化成等离子体的内能 形成高温等离子 体 发射 ÷ 射线 脉冲功率装置驱动 箍缩负载的原理框图如 图 所示 图 脉冲功率装置驱动 箍缩负载的原理框图 核爆模拟的历史和现状 全面核禁试条约签订以后 核爆模拟成了核大 国 特别是美国研究核武器物理的主要工具 但是核 爆模拟研究并不是从核禁试以后开始的 它的由来 最早可以追溯到 世纪 年代后期 从 年美 国发表的 ∏ ≈ 等人 年代后期的工作 可知 实际上 年代末他们就开始研究最小的聚变 爆炸究竟能小到多少 而且计算是以辐射驱动内爆 为基础的 年 激光问世后 利弗莫尔 √

2 实验室的物理学家以极大的兴趣开展惯性约 束聚变研究 当其他国家将注意力集中放在直接驱 动内爆出中子实验研究之时 利弗莫尔实验室就已 开始间接驱动内爆的研究 他们是从 年代末 年代初将研究的重点转移到间接驱动 即转移到核 爆模拟研究上去的 为了满足能源和核爆模拟研究的需要 美国研 制了一系列的固体激光器 主要有 ∏ ∏ ≥ √ 和√等激光装置 其中以 √ 激光 装置 见图 为最先进 √ 装置共输出 束光 脉宽为 时 三.