新聞網(wǎng)訊 近日,物理科學(xué)學(xué)院理論與計(jì)算物理中心團(tuán)隊(duì)李凱博士聯(lián)合新奧能源研究院聚變理論模擬首席科學(xué)家謝華生博士在在核聚變領(lǐng)域Top期刊 Nuclear Fusion 上發(fā)表了題為“Bremsstrahlung radiation power in non-Maxwellian plasmas”的研究論文(2025 Nucl. Fusion 65 116027)。論文第一作者為碩士研究生楊朝桐,通訊作者是李凱博士和新奧能源研究院聚變理論模擬首席科學(xué)家謝華生博士,青島大學(xué)為第一通訊單位。


核聚變等離子體中的軔致輻射功率損失是影響聚變?cè)鲆娴年P(guān)鍵因素之一,深入理解其物理機(jī)制對(duì)未來(lái)聚變堆、尤其是先進(jìn)的無(wú)中子聚變堆具有重要指導(dǎo)意義。在聚變等離子體中,軔致輻射包括電子-離子輻射和電子-電子輻射兩種輻射類(lèi)型。軔致輻射損失是聚變等離子體中最主要的能量損失途徑之一,而在需要更高溫的氫硼聚變等離子體中這一現(xiàn)象更為顯著。
針對(duì)這一問(wèn)題,本研究在保持總電子能量恒定的條件下,系統(tǒng)地考察了不同電子速度分布函數(shù)對(duì)軔致輻射功率的影響。研究結(jié)果表明,常見(jiàn)的電子速度分布函數(shù)對(duì)總輻射功率的影響較為有限。此外,本研究給出了在固定電子能量時(shí)軔致輻射功率的上下限,并且總結(jié)了輻射功率隨分布函數(shù)變化的規(guī)律。電子-離子輻射功率依賴(lài)于電子能量分布的集中程度,在非相對(duì)論能區(qū),能量集中會(huì)增強(qiáng)輻射功率,而在高溫相對(duì)論能區(qū),能量集中會(huì)抑制輻射。這種差異源于不同能區(qū)中高能電子對(duì)輻射貢獻(xiàn)的顯著不同。對(duì)于電子-電子軔致輻射,研究發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的能量集中依賴(lài)性。除了對(duì)能量分布函數(shù)的依賴(lài)性外,電子-電子輻射功率還對(duì)速度分布函數(shù)有依賴(lài)性。這些規(guī)律為未來(lái)聚變裝置的建設(shè)、抑制聚變堆中軔致輻射能量損失提供了重要的理論指導(dǎo)。