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大连理工三维磁流体程序助力人造太阳稳态运

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来源: 作者: 2019-05-16 23:19:10

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大连理工大学王正汹课题组日前利用自主研发的三维磁流体程序,在磁束缚可控核聚变研究中取得重要进展,为理解实验现象、预测和控制核聚变不稳定性提供了重要理论依据。相干成果发表于《核聚变》,而且是我国在该期刊发表的首篇封面文章。

“磁束缚核聚变装置俗称‘人造太阳’,可以用来产生取之不尽、用之不竭的清洁能源。”王正汹表示,“人造太阳”的稳态运行是实现磁约束热核聚变的前提,而磁流体不稳定性限制着上亿摄氏度高温等离子体束缚水平的提高,严重时会致使高温等离子体约束的破裂,直接影响“人造太阳”的安全稳定运行。

研究组针对磁束缚热核聚变等离子体中的磁流体不稳定性,自主开发了大型三维磁流体力学程序,并紧密结合国内外核聚变装置上的实验情况,在磁流体不稳定性领域开展了系列研究。通过大规模计算机模拟,针对高级核聚变实验方案中的反磁剪切位形,课题组展开了对新经典撕裂模不稳定性的摹拟研究,发现了非线性新经典撕裂模触发时的快速爆发现象。研究结果可以叫真实地预测共振面以及磁岛向磁轴移动的物理过程,并且系统解释了相关的物理机理。该理论和模拟成果在解释核聚变实验现象、预测和控制磁流体不稳定性等方面,均具有重要意义。

据了解,目前正在运行的核反应堆均采用核裂变反应。相较于核裂变,核聚变具有两大优点:原材料地球储量巨大,并且没有放射性核污染问题。因此,全球7个国家和地区(中国、欧洲、美国、俄罗斯、日本、韩国、印度)组成最大的国际多边科研合作项目之一 ——国际热核聚变实验堆计划。

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