劳森判据
物理学术语
劳森判据(Lawson criterion)是指维持核聚变反应堆中能量平衡的条件。1957年英国科学家J.劳森研究了一个理想循环的脉冲聚变反应堆中的能量平衡问题。
理论诠释
假定聚变堆等离子体聚变反应中提供的总能量以某一效率转换成电能,并回授给等离子体以补偿其能量损失轫致辐射损失,由热传导以及粒子从等离子体逃逸引起的能量损失),使得聚变反应继续进行。只有当回授给等离子体的能量不小于等离子体的能量损失时,即当:
η(Pr+Pb+PL)≥Pb+PL时,才能进行再循环并获得能量。
式中η为热能发电效率,Pr是热核聚变功率,Pb是等离子体的轫致辐射功率,PL=3nT/τ为热传导粒子逃逸引起的能量损失功率,τ为能量约束时间,n和T分别是等离子体的密度温度。由上式得出的关于等离子体的nτ和T所必须满足的条件,称为劳森条件或劳森判据。
实际应用
考虑到热能转换为电能的实际效率后,一般取η=1/3,则由上式可得到:对于氘–氚反应有:
nτ>1014厘米-3·秒
T>5千电子伏(相当于107K量级)
对于氘–氘反应有:
nτ>1016厘米-3·秒
T>100千电子伏(相当于109K量级)
这些数字常用做衡量受控热核反应研究进程的主要指标。2006年,在托克马克型聚变研究装置中,已接近这些指标。
参考资料
最新修订时间:2024-05-21 11:14
目录
概述
理论诠释
实际应用
参考资料