球形闪电形成机理及其在核聚变领域应用可行性的研究

项目名称： 球形闪电形成机理及其在核聚变领域应用可行性的研究

项目编号： No.11375055

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李自成

作者单位： 核工业西南物理研究院

项目金额： 63万元

中文摘要： 磁约束热核聚变被看成是开发聚变能源中最有希望的途径，但磁约束又是实现聚变的难点。美国Lawrence Livermore实验室采用SSPX维持型球马克，模拟自然界方式在无外加磁场或者加弱磁场约束情况下实现聚变。在自然界中典型的稳定等离子结构中有球形闪电可以在实验室实现。我们将对球形闪电等离子位形结构采用多变量耦合运算，对流场进行了大涡模拟，得到球形闪电实现条件。并通过实验对近轴，过渡区旋流切向速度分量和轴向速度分量进行测量，得到电弧等离子体流体流场的分布、轴向截面上旋流的两个速度分量径向分布，并分析如何提高旋流强度。同时分析用同轴螺旋性注入维持的球马克在电流与磁场之比的分布和安全因子分布。对注入器中的Taylor弛缘分布进行理想MHD模拟，得出约束区域的安全因子分布，分析如何借鉴球形闪电的等离子体分布、通过明显不同于Taylor态的电流分布或其它效应如等离子体流来改善磁剪切。

中文关键词： 球形闪电；涡旋；自约束；变量耦合；粒子算法

英文摘要： Magnetic confinement thermonuclear fusion is seen as the most promising way to develop fusion energy, but magnetic confinement is the most difficult aspect to achieve fusion. Lawrence Livermore Laboratory in the United States dedicated Sustained Spheromak

英文关键词： ball lighting；votex；self-confined；variable coupling；particle algorithm