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勞森判據
來源:互聯網

勞森判據(Lawson criterion)是由英國科學家J.勞森于1957年提出的,用于描述核聚變反應堆中能量平衡的必要條件。

理論詮釋

勞森判據建立在一個假設的基礎上,即聚變堆中等離子體在聚變反應中產生的總能量能夠以一定的效率轉化為電能,并被反饋給等離子體以彌補其能量損失。這種能量損失包括韌致輻射、熱傳導以及粒子從等離子體逃逸導致的能量損失。只有當反饋給等離子體的能量不低于其能量損失時,聚變反應才能夠持續進行。具體來說,當熱能發電效率η乘以熱核聚變功率P大于等于等離子體的韌致輻射功率P加上熱傳導及粒子逃逸引起的能量損失功率P時,聚變反應可以實現再循環并產生能量。其中,P表示熱核聚合功率,P表示等離子體的韌致輻射功率,P=3nT/τ表示熱傳導及粒子逃逸引起能量損失的功率,τ表示能量約束時間,n和T分別代表等離子體的密度和溫度。由此推導出的關于等離子體的nτ和T應滿足的關系被稱為勞森條件或勞森判據。

實際應用

考慮實際熱能轉化成電能的效率約為1/3,通過計算可以得到以下結論:對于氘-氚反應,等離子體的密度n和能量約束時間τ必須滿足nτ>10厘米·秒的要求,同時等離子體的溫度T必須高于5千電子伏特(約10K)。而對于氘-氘反應,相應的條件為nτ>10厘米·秒和T>100千電子伏特(約10K)。這些數值通常作為評估可控熱核反應研究進展的重要指標。截至2006年,托克馬克市型聚變研究裝置已經接近達到這些指標。

參考資料 >

大陣列中子探測器時序控制器研制.百度學術搜索.2024-10-27

真空下激光燒蝕碳化鎢銅多組分等離子體發射光譜的時空演化研究.百度學術搜索.2024-10-27

談談受控核聚變.百度學術搜索.2024-10-27

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