初级实验平台装置上磁化靶数值模拟研究

Magnetized Target Fusion(MTF)as a new source of energy which combins both advantages of Magnetic Fusion Energy(MFE) and Inertial Confiment Fusion (ICF), plays an important role in development of national defense and technology. MTF research is characterized by high technology, foreshore domain, crossed knowledge, which contributes great to the development of sbjects build and fusion energy research.. Numerical simulaitons about MTF research on Primary Test Stand(PTS) facility could provide fundmental reference for experiments performence in future. Based on the Magnetic-Hydrodynamic functions, our research proposed to design one dimensional load model for MTF using the combination of theory, simualtion and experiments. Our program purpuse is to explore the principle for feul magnetize and preheat, summerize the relations between fusion yield and initial parameters such as magnetic field, preheat temperature, driving current and initial liner radius et al. Design of the feasibilty experiment and it's result would provide great reference value for future MTF experiments performed on PTS facility.

磁化靶聚变作为一种结合磁约束与惯性约束聚变两者优点的新兴聚变方式，对未来国防与科技发展均具有重要的意义。磁化靶聚变的研究具有高新技术、前沿领域、交叉学科等多方面的特点，对相关学科建设与聚变发展也有着积极的推动作用。.对磁化靶聚变在初级实验平台装置上数值模拟研究，为磁化靶实验在国内的研究与开展提供了基础，具有重要的参考价值。本项目在磁流体力学的基础上，采用理论、数值模拟与实验相结合方法，建立一维磁化靶聚变的物理模型，并编制一维模拟程序开展磁化靶聚变数值模拟研究；研究磁化靶能量增益的实现过程，探索磁化靶燃料磁化及预加热的机理；经计算总结得出聚变产额与初始磁场强度、预热温度、驱动电流以及初始套筒半径等相关条件的关系；设计验证性实验并在初级实验平台(PTS)装置上完成实验，给出PTS装置上磁化靶聚变实验开展的可行性分析报告，为将来开展磁化靶聚变实验提供参考与依据。

磁化套筒惯性聚变(MagLIF)作为一种结合磁约束与惯性约束聚变两者优点的新兴聚变方式，对未来国防与科技发展均具有重要的意义。本项目围绕大型脉冲功率驱动源—PTS装置(聚龙一号)，紧跟国际聚变能源研究最新热点，调研MagLIF领域最新研究进展，提炼关键问题并建立物理模型，编写完成一维磁化套筒惯性聚变数值模拟程序MagLIF-1D；重点解决套筒与燃料边界连续和耦合问题，通过程序计算可以直接获得套筒内爆、磁通压缩、燃料状态、聚变产额等多种关键物理参数，为深入开展磁化套筒惯性聚变研究提供有效工具；在程序校验的基础上，设计并开展系列计算，深刻认识轴向磁场在抑制热传导与辐射损失、有效提升α粒子能量沉积等方面的突出贡献，掌握预加热温度和时刻选择在MagLIF过程中的作用机理，定性给出聚变能量产额随初始负载参数变化的依赖关系；开展PTS装置MagLIF实验可行性分析，通过计算得出结论PTS装置不适合开展带有DT燃料的完整MagLIF实验，结合PTS装置参数与现有实验能力提出分解实验设计，制定远、中、近三个实验参数指标；按照预期计划完成项目重点研究内容，项目成果为MagLIF领域深入研究奠定了基础，为实验开展提供重要的参考价值。