放射性土壤等离子体高温熔融玻璃固化处理方法研究

为解决放射性土壤去污处理问题,利用等离子体高温熔融的方法对含模拟放射性核素污染的土壤进行了玻璃固化处理,并同时研究放废土壤经等离子体高温熔融后形成玻璃体的性能。结论显示,经高温熔融后,模拟核素能够稳定存在于所形成的玻璃样品中,XRD和Raman光谱均未观察到核素的晶态和结构变化。实验表明,相对于传统的处理含模拟放射性核素污染土壤的固化方法,高温熔融处理放射性土壤废物是一种具有潜在应用价值的处理技术。

等离子体高温熔融处理工艺实验研究

利用等离子体高温熔融工程样机对不同种类的废物样品进行高温热解熔融处理,主要包括模拟核电厂技术废物、树脂类废物、废油吸附剂等,验证该技术对不同废物处理效果。本实验研究主要介绍了不同处理工况结果与实验过程中各系统的运行状态,研究了不同工况下系统整体运行表现与相应优化方案。等离子体高温熔融处理实验结果表明,该系统对不同种类的模拟核电厂低放废物处理能力不同,在工程应用中,均能满足设计需求,建议加强等离子体高温熔融主工艺系统前后的设计衔接,减少相互制约因素,以提高系统处理能力与处理效果。

美Z箍缩聚变装置实现3700万℃高温等离子体

【美国Zap能源公司网站2024年4月23日报道】美国Zap能源公司(Zap Energy)近期利用紧凑型研究装置Fuze实现了1~3 ke V等离子体电子温度,相当于1100万~3700万℃,在推进Z箍缩技术商业化领域取得重要进展。相关成果已在近期出版的科技期刊《物理评论快报》发表。

韩聚变装置刷新1亿℃等离子体持续时间纪录

【美国有线电视新闻网站2024年4月1日报道】韩国聚变能源研究所(KFE)近日宣布,超导托卡马克聚变研究装置KSTAR在2023年12月—2024年2月实验中,成功将1亿℃高温等离子体维持了48秒,刷新了其在2021年创下的30秒纪录。KSTAR于1995年启动建设,2008年建成投运,大半径1.8米,小半径0.5米,投运当年即成功将1亿℃等离子体维持1.5秒,随后经过多轮升级,2019年将持续时间提升至8秒。

“液相等离子体电解新技术”专题序言

液相等离子体电解技术基于液相放电产生高温等离子体,对轻金属和钢铁等金属材料进行表面改性,形成氧化膜、沉积层或渗层,显著提高材料的耐磨、耐蚀等性能。目前,基于阳极放电的铝、镁、钛等阀金属等离子体电解氧化(即微弧氧化技术)逐渐成熟,氧化工艺、性能和机理研究论文大量发表。除阀金属微弧氧化外,等离子体电解技术还包括等离子体电解渗(碳氮硼)、等离子体电解抛光和清洗、等离子体电解氟化、阴极微弧电沉积、阴极等离子体电解氧化等工艺,也包括铁基、铜基材料等非阀金属微弧氧化。

高温等离子体的状态方程及其热力学性质

高温下等离子体的状态方程及其热力学性质在天体物理、可控核聚变以及武器设计与破坏效应等领域有着广泛应用.本文主要回顾了高温等离子体在不同状态区域的状态方程的理论模型和处理方法.对于理想等离子体,离子之间的相互作用可以忽略,其状态方程较简单,已趋于完善.在超高温下,原子完全电离,离子和电子都可以采用理想气体状态方程描述;当温度不太高时,离子部分电离,可以采用Saha方程及其修正模型描述;原子在高度压缩状态下,其状态方程可以采用Thomas-Fermi模型及其改进模型得到.对于非理想等离子体,离子之间存在强耦合,还没有单一的理论模型能够在任意密度和温度范围内对离子之间的相互作用进行统一描述.量子分子动力学方法原则上可以在较大温度密度范围内给出可靠结果,但由于计算量太大以及高温下的计算存在收敛问题,也较难应用到温度较高的稠密等离子体区域.半经验的经典分子动力学方法虽然简单、计算量小,但只能在一定的区域范围内给出较精确的状态方程结果.在不同温度密度区域内采用不同的计算模型,再在空白区域进行插值从而得到全局状态方程在目前不失为一种简单有效的方法.

DTA模型计算高温Mg等离子体的辐射不透明度

使用DTA(detailedtermaccounting)模型计算了温度为 5 6eV、密度为 0 .0 1g/cm3 的Mg等离子体的辐射不透明度以及Rosseland和Planck平均不透明度 .对于处于局域热动平衡 (LTE)下的Mg等离子体 ,利用Saha方程计算出各价离子的丰度 .MCHF方法得到Mg各价离子的能级以及束缚 束缚跃迁的振子强度 ,考虑了Doppler展宽和碰撞展宽 ,谱线线型采用Voigt线型 .束缚 自由以及自由 自由吸收截面使用AA模型得到 .

太赫兹波斜入射高温磁化等离子体的解析法研究

采用解析法研究了太赫兹波斜入射到高温磁化等离子体中的传输特性,结果与Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)法及散射矩阵法所得一致,左旋极化(LCP)波比右旋极化(RCP)波穿透性更强,但在低频段RCP波的透射比LCP波更为复杂.系统研究了外加磁场、电子温度、电子密度、碰撞频率、入射角、等离子体厚度等物理量对传输特性的影响,发现外加磁场和电子温度对透射的影响较为复杂,选取适当的物理参数值对于太赫兹波在等离子体中的透射更为有利.理论结果在一定程度上对解决“黑障”问题和提高通信质量有积极作用.

激光产生的高温高密度等离子体诊断技术——我院在这一领域工作的进展

本文强调了诊断技术在激光产生的高温高密度等离子体物理研究中的作用,简介了我院在该领域中诊断技术方面做过的工作和今后的设想。

高温等离子体兆高斯脉冲磁场探测

在充分考虑高温等离子体脉冲磁场测量中磁场强度高、梯度分布大、辐射干扰严重和测量环境恶劣等问题的基础上,设计了一种用于高温等离子体兆高斯脉冲磁场探测的磁探针,可成功获取高温等离子体附近区域的脉冲磁场信号,为判断高温等离子体的状态及其演化过程提供测量信息。

高温氘等离子体中的势垒贯穿

讨论了高温氘等离子体中的势垒贯穿问题。在现有高温氘等离子体参数下,氘核间必须历经库仑散射与隧道贯穿相结合的复合贯穿才能引发核聚变。冷核聚变与热核聚变在本质上没有区别,都需要借助隧道效应才能发生,它们之间的差异仅在于引发隧道贯穿效应的初始条件不同。因此,在冷核聚变研究中除了过热外,也应有放射性物质的释放。

激光在高温等离子体中的成丝不稳定性数值模拟

简要介绍激光—靶耦合中 ,二维 ( y ,z)、三维 (x ,y ,z)成丝不稳定性数值模拟方法及计算结果。该方法包括非局域热传导和Landau阻尼。二维 ( y ,z)成丝过程的发展与一维双温单流体力学计算同步耦合 ,成丝的零级量由一维双温单流体力学计算提供。三维 (x ,y ,z)成丝的模拟采用固定时刻的零级量为背景进行计算。成丝过程的发展除与成丝背景有关外 ,还与扰动波长、入射激光强度、激光波长等有关。计算结果表明 :成丝不稳定的产生和发展 ,将严重影响光束质量 ,应进一步深入、系统地研究。

使用细致谱项模型研究高温等离子体的辐射不透明度

对计算等离子体的光辐射不透明度所涉及到的一些物理问题进行了介绍与讨论 ,重点放在束缚 -束缚谱线跃迁与束缚 -自由吸收及自电离共振引起的谱线展宽等物理过程。由于束缚 -束缚谱线吸收中涉及到谱线的各种增宽机制 ,我们对此也进行了讨论。在此基础上系统介绍了使用细致谱项模型计算等离子体的不透明度的理论研究现状 ,并结合涉及到的实验研究结果 ,对理论结果进行了检验。特别是结合我们最近的研究进展 。

太赫兹波在高温磁化等离子体中的传播特性研究

采用Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)法研究了太赫兹波在高温磁化非均匀等离子体鞘层中的传播特性.数值模拟结果表明太赫兹波和等离子体的相互作用受入射波频率、外加磁场、等离子温度、等离子体密度、碰撞频率和等离子体厚度等物理量的影响.当电子温度大于10 keV时会出现明显的温度效应.右旋极化太赫兹波对高温等离子体具有高通滤波特性.左右极化波在鞘层中的传播特性在低频段差异较大而高频段差异较小.相对于电子密度分布为均匀或双指数情形,等离子体鞘层电子密度分布为抛物型时太赫兹波更易穿透.研究结果对于克服“黑障”问题并优化通信质量具有一定的借鉴作用.

高温等离子体中太赫兹波的传输特性

通过解析方法研究了高温等离子体的太赫兹波传输特性.研究发现,高温等离子体对太赫兹波高频频段透过率较高,表现为通带;对低频频段透过率较低,表现为阻带.这与冷等离子体中电磁波的传输特性是一致的.但其透射率还受到温度与磁场的影响,当改变高温等离子体的电子温度与磁场时,在阻带内会产生一尖锐的透射峰.这种现象在冷等离子体模型中从来没有出现过.本文主要对电子温度和外加磁场两个影响因素进行讨论.研究发现,禁带内出现的透射峰频率受磁场影响,而峰值幅度受温度影响.计算得到了不同外加磁场条件下产生高透过率(透射率约为1)时的电子温度.基于该结果进一步研究了透射峰出现的规律,并通过曲线拟合的方法得到了透射峰频率所遵循的计算公式.数值结果表明透射峰频率与外磁场之间为正比例函数关系,而峰值电子温度取值与外磁场的关系表现为指数规律.最后对拟合得到的方程采用时域有限差分法进行了验证,数值结果与解析解符合较好,证明了该研究的正确性.

欧洲联合环验证“清洁”等离子体技术

【英国卡勒姆聚变能中心网站2023年2月23日报道】英国卡勒姆聚变能中心(CCFE)2023年2月23日宣布,通过设置“热屏障”,欧洲联合环(JET)近期在实验中成功实现了“清洁”等离子体。为承受聚变反应产生的高温,托卡马克研究装置内壁必须使用耐高温金属,例如钨。但是,当内壁与高温等离子体接触时,钨与等离子体会发生相互作用,产生杂质。这些杂质会吸收热量,使等离子体过度冷却,进而降低等离子体内部的聚变反应功率。

用于高温等离子体电子密度测量的摩尔偏折仪

摩尔偏析测量术通过测量探针光束经过不均匀介质后光线的偏折来估算介质 的折射率。基于这一理论，研制了实用的摩尔偏折仪，利用软Ｘ射线激光作为探针来探测高温 高密等离子体的电子密度，结合软Ｘ射线激光实验做了初步的演示。

油基钻屑高温等离子体气化熔融处理技术研究

为了降低钻井成本,简化处置流程,减少油基钻屑转运带来的安全隐患,设计了一种撬装式高温等离子体气化及熔融处理系统及装置。介绍该系统的各个模块及运行原理,并进行了关键装置的结构设计和传热计算,同时对该系统部分实验结果进行了验算,得出该系统产出合成气热值为266 844 kJ/h,占输入燃料热值的81%。

太赫兹波在高温等离子体中的传输特性分析

针对飞行器在穿越大气层途中,摩擦高温产生等离子体鞘套,中断与地面通信,阐述对飞行器的这一传输过程进行仿真建模,分析THz波在高温等离子体中的传播特性。主要通过研究碰撞频率(fen)、磁场强度(B)、厚度(d)、电子温度(Te)分析研究THz波在高温、磁化等离子体中传输特性,分析在高温等离子体中传播的透射值(T)以及衰减值(Att)。探讨几种参数对于缓解“黑障”出现的应对措施,保证飞行任务的顺利完成。