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核爆物理模拟

核爆物理模拟

   利用各种模拟手段研究核爆炸反应的物理过程,以图改进核装置的物理设计或探索新型的核装置。由于核爆炸物理过程十分复杂,器中的一些物理问题需要分解研究,例如等离子体物理、辐射物理、内爆动力学等。另外核武器物理设计所需的某些参数需要在近薃E核爆环境中实测,一些计算程序需要检验。这些都可以用核爆物理模拟的方法去研究。模拟手段包括计算机模拟和实验室模拟两类。前者是通过对核爆物理过程的理论研究,建立物理和数学模型,并在计算机上进行数值模拟计算与分析,以获得核爆炸较细致的全部物理过程,并研究参数变化的影响。这种模拟必须与核试验中实测和实验室模拟试验结果进行对比校验,方能获得比较切合实际的结果。实验室模拟因而是十分重要的方法,其主要手段是激光聚变,即利用激光的高功率密度特性,通 过聚焦在微小范围内产生高温高压等离子体,使放置在该处由聚变材料(氘、氚)做成的靶丸被瞬时压缩到10万分之一,芯部达到上亿开[尔文]的高温,从而诱发热核反应,好似微型氢弹爆炸。上述靶丸外层被烧蚀材料依靠惯性可维持一段极短时间暂不致飞散,以约束聚变材料在此时间内仍集中一处并参与反应,故称为惯性约束聚变(ICE)。这种方法20世纪80年代以来已获得显著进展。为进行此项研究必须建造大型激光器,如美国利弗莫尔国家研究所(LLNL)建造的“诺瓦(Nova)”钕玻璃激光聚变装置在1纳秒时间内可瞬时输出高达10万焦的能量。预器在全面禁止核试验的以后,激光聚变对核武器的研究将愈显重要。