强激光与粒子束
2021, 33(7): 071006
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
在神光Ⅲ原型装置上利用八路6400 J/1 ns激光注入1100 μm×1850 μm的黑腔内产生210 eV的高温辐射场,均匀辐照填充氘氘燃料的靶丸实现内爆.实验中选择高气压薄壳靶丸实现纯冲击波聚心内爆.通过闪烁体探测器、中子条纹相机等多套诊断设备获取了中子产额、聚变反应时刻等关键内爆参数.结合一维数值模拟表明,实验测量的中子产额与干净一维数值模拟计算的中子产额之比达到90%;同时通过人为破坏内爆对称性等方式表明,该设计下内爆中子产生机制集中于冲击波聚心,其内爆性能受到高维因素影响极低,从而实现了准一维内爆.
惯性约束聚变 小收缩比 内爆对称性 流体力学不稳定性 inertial confinement fusion low compression ratio implosion symmetry RT instability 强激光与粒子束
2015, 27(8): 082007
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
定量评估了驱动不对称性对靶球压缩的影响。对于不随时间变化不对称性驱动内爆, 2维数值模拟结果表明：收缩比越小, 驱动不对称性对靶球压缩变形和中子产额的影响越小；如果靶球压缩变形度为2.0, 则相应的中子产额较少30%。改变黑腔长度, 可得到不同时空性质辐射流, 当腔长为1 350 μm时, 后来的反向不均匀性能消除前期不对称压缩的影响, 最后压缩接近球形, 内爆中子产额也最高。靶球压缩X光成像数值分析表明, 用成像图的半高全宽(FWHM)值来分析燃料压缩变形特性是合理的。该研究结果已成功地用于神光Ⅱ间接驱动内爆物理实验的理论设计和测量数据分析。
不对称性 收缩比 靶球变形 产额降低 asymmetry convergence ratio capsule distortion yield degradation
使用LARED-S程序,参照NIF直接驱动DT点火靶,模拟研究了激光非均匀性对高收缩比球内爆内界面变形的影响.2维数值模拟计算表明:直接驱动高收缩比内爆对驱动激光非均匀性非常敏感,内界面流体不稳定性的发展严重破坏靶丸的对称压缩,使中心热斑的体积显著减小.以最大压缩时扰动增长幅度不超过热斑半径的1/3为限,模拟给出不同模数的低阶扰动模(模数小于等于12)对驱动激光均匀性的要求在2.5%～0.25%之间,其中模数在8～10之间的扰动模对激光功率均匀性的要求最严格,约为0.25%.
惯性约束聚变 流体不稳定性 收缩比 非均匀性 数值模拟
