在LMJ-PETAL上进行的冲击点火实验

发布时间: 2020-05-10 10:28:53   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

       冲击点火是直接驱动惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)的替代方案,可通过减少所需的激光能量来获得高能量。与传统的热斑点火方案相反,冲击点火方案将压缩和点火阶段分开,首先以低速和低等熵压缩靶,然后使用由高强度激光脉冲(即所谓的尖峰)产生的强会聚冲击波点燃靶。为了达到所需的〜300 Mbar的冲击压强,尖峰的激光强度必须达到5×1015至1016 W / cm2。这一强度远高于参数不稳定性的阈值,导致激光等离子体不稳定性(Laser-Plasmon Instabilities, LPIs)和两等离子体衰减不稳定性(Two Plasmon Decay TPD)的产生。激光等离子体不稳定性包括受激拉曼散射和布里渊散射,会引起能量损失,而受激拉曼散射和TPD会引起热电子产生。尽管由于所需的较低激光能量,冲击点火方案具有一定前途,但该方案目前需要解决的问题是其产生的热电子是有益还是有害。高能的热电子有可能会预热压缩的靶丸或过早地增加热斑质量。另一方面,如果热电子温度足够低或壳的面密度足够大,电子会在壳的外部停滞,从而增强冲击。在OMEGA装置上进行的实验以及相关的数值模拟已证实,热电子的有利和不利方面取决于电子的能量和生成时间。

图1. 实验设计图

       为了研究其产生的影响,研究人员在LMJ-PETAL装置上进行了一系列实验,第一部分实验主要研究冲击点火相关的相互作用条件下,LPI产生热电子对冲击传播的影响。初步分析表明,存在光学平滑(Smoothing by Spectral Dispersion, SSD)的情况下,用CRACC-X测量的光子光谱中的高能成分将大大降低,SSD对SBS和SRS的影响可以清楚地观测到。

     此外,第二阶段实验在2020年3月进行,其重点是研究热电子对冲击传播的影响。

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