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磁惯性约束聚变(Magneto-inertial fusion,MIF)是介于惯性约束聚变(Inertial confinement fusion,ICF)和磁约束聚变(Magnetic confinement fusion,MCF)的一种“中间”方案。MIF的原理是利用高速运动的材料压缩加热磁化等离子体靶以达到聚变点火条件,相对于磁约束聚变而言,其具有较高密度、较短的约束时间,压缩加热为等离子体的加热方式;相对惯性约束聚变,其内嵌于等离子体靶中的强磁场可以提高Alpha粒子的能量沉积,降低电子的热传导,等离子体靶的点火参数较低,磁场的约束效应降低了压缩过程对驱动器的要求。基于反场构型(Field-reversed Configuration,FRC)等离子体靶结构的磁惯性约束聚变,也称为磁化靶聚变(Magnetized target fusion,MTF),以大电流磁驱动固体套筒内爆压缩方式实现聚变点火。目前,国际上对FRC等离子体靶压缩问题的研究主要集中在理论与模拟方面,实验方面进展缓慢,已经开展的实验研究中,只对磁场压缩能力进行了测试和评估,并没真正的加入等离子体靶。本论文,首先基于渐进理论,编写了求解FRC等离子体中Grad-Shafranov方程的程序FRC-GS,研究了 FRC等离子体压力及压力梯度在磁面上的分布特征,给出了“椭圆型”和“跑道型”分界面FRC等离子体的平衡状态下磁场的二维分布情况;基于单粒子理论,分析了磁化等离子体靶中Alpha粒子的能量沉积率对磁场的依赖关系,给出了 Alpha粒子在强磁场背景下的损失方式变化的物理图像。其次,在一维弹塑性反应磁流体动力学程序SSS—MHD原有的框架下,针对磁化靶聚变方案,提出了一维固体套筒内爆绝热压缩磁化等离子体靶的物理模型,对程序进行了拉格朗日坐标下多温多体系磁流体力学计算功能的扩展,在磁扩散模块中加入了外电路耦合(有源)和感应耦合(无源)同时计算的功能。磁化等离子体部分引入了离子、电子及Alpha粒子的能量输运方程,添加了热力学平衡状态下的热核反应,同时,考虑了磁场张力引发的轴向压缩以及反场构型刮离层的端部损失等二维效应。模拟了磁驱动固体套筒内爆及其压缩磁化等离子体靶的物理过程,分析了压缩过程中FRC等离子体靶的压缩特性、强磁场的形成和强磁场对Alpha粒子能量的约束效应,分析了等离子体靶的燃烧过程以及压缩峰值状态下固体套筒的状态。主要得到以下结论:1)FRC等离子体靶的压缩特性:SSS-MHD程序模拟套筒压缩FRC等离子体靶的三个阶段:加速阶段、迟滞阶段、及反弹阶段。加速阶段,等离子体被压缩加热,温度升高;迟滞阶段,等离子体压缩加热减缓,温度最终达到最大值;反弹阶段,等离子体随着套筒回退和磁场的减弱,开始膨胀冷却,温度下降;2)压缩强磁场对Alpha粒子能量约束:压缩后的强磁场对Alpha粒子能量具有良好的约束,在加速和迟滞阶段,Alpha粒子的能量被约束在FRC等离子体靶的O-点附近,在整个压缩过程中,Alpha粒子端部能量密度损失率在增加,端部损失效应会降低FRC等离子体刮离层区的温度,对芯部等离子体温度影响不明显。Alpha粒子对DT等离子体的自加热主要集中在O-点附近,FRC等离子体的点火区域被分为低密度区和高密度区,高密度位于O-点附近;3)FRC等离子靶的燃烧过程:模拟了FRC等离子体的燃烧过程,对比了FRC等离子体具有Alpha粒子自加热的压缩曲线和压缩加热曲线,模拟结果表明,FRC等离子体被压缩至点火条件后存在短暂的自持燃烧,压缩强磁场对FRC等离子体燃烧传播具有限制作用:4)压缩等离子体靶的套筒状态:研究了固体套筒压缩FRC等离子体靶过程中状态参数,套筒在迟滞阶段会发生了从固态到温稠密状态的相变,但是套筒材料并没有被加热气化,固体套筒压缩能够保证在压缩过程不会给FRC等离子体带来额外的杂质离子,进而确保压缩过程中等离子体能量的约束品质。本论文总共分为9章。第1章为绪论;第2章为磁惯性约束聚变研究现状;第3章为磁化靶聚变原理及方案;第4章为弹塑性反应磁流体力学程序SSS-MHD的计算功能拓展;第5章为FRC等离子体靶的形成及平衡:第6章为Alpha粒子的能量沉积问题;第7章为磁驱动固体套筒内爆模拟;第8章为固体套筒内爆压缩磁化等离子体靶过程模拟。第9章为总结与展望。