劳森判据

劳森判据（Lawson criterion）是由英国科学家J.劳森于1957年提出的，用于描述核聚变反应堆中能量平衡的必要条件。

理论诠释

劳森判据建立在一个假设的基础上，即聚变堆中等离子体在聚变反应中产生的总能量能够以一定的效率转化为电能，并被反馈给等离子体以弥补其能量损失。这种能量损失包括韧致辐射、热传导以及粒子从等离子体逃逸导致的能量损失。只有当反馈给等离子体的能量不低于其能量损失时，聚变反应才能够持续进行。具体来说，当热能发电效率η乘以热核聚变功率P大于等于等离子体的韧致辐射功率P加上热传导及粒子逃逸引起的能量损失功率P时，聚变反应可以实现再循环并产生能量。其中，P表示热核聚合功率，P表示等离子体的韧致辐射功率，P=3nT/τ表示热传导及粒子逃逸引起能量损失的功率，τ表示能量约束时间，n和T分别代表等离子体的密度和温度。由此推导出的关于等离子体的nτ和T应满足的关系被称为劳森条件或劳森判据。

实际应用

考虑实际热能转化成电能的效率约为1/3，通过计算可以得到以下结论：对于氘-氚反应，等离子体的密度n和能量约束时间τ必须满足nτ\u003e10厘米·秒的要求，同时等离子体的温度T必须高于5千电子伏特（约10K）。而对于氘-氘反应，相应的条件为nτ\u003e10厘米·秒和T\u003e100千电子伏特（约10K）。这些数值通常作为评估可控热核反应研究进展的重要指标。截至2006年，托克马克市型聚变研究装置已经接近达到这些指标。

参考资料

大阵列中子探测器时序控制器研制.百度学术搜索.2024-10-27

真空下激光烧蚀碳化钨铜多组分等离子体发射光谱的时空演化研究.百度学术搜索.2024-10-27

谈谈受控核聚变.百度学术搜索.2024-10-27