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内部资料 注意保存 光电信息简报 编号：2015-32 总第341 期 2015-11-18 本期目录 激光聚变与大激光装置 整形燃料压缩增加NIF 产额 用于国家点火装置的控制及信息系统 先进激光技术与应用 激光导引电火花 利用激光尾场加速器产生超相对论电子环 采用相对论激光整形对近临界密度等离子体中的离子加速 日本研发出波长可调激光器 常温常压下首次实现用激光制冷液体 激光瞬间加热材料温度超过太阳 美大学研究人员创制柔性光电晶体管 美设计出零折射率超材料 中科院上海光学精密机械研究所 光电信息简报201532 激光聚变与大激光装置 整形燃料压缩增加NIF 产额 在劳伦斯利弗莫尔实验室最近的一系列文章报道中，实验室的科研人员检查了 国家点火装置上点火科学实验中的烧蚀前端的不稳定性，以及压缩靶丸的收敛比等， 文章报道了烧蚀整形实验的不同方面，并评估烧蚀前端不稳定性增长率对燃料绝热 压缩的内爆表现的影响。 研究人员表示这项工作在点火领域迈出了重要的一步：可控制烧蚀前端的增长 率同时获得高面密度，这是惯性约束聚变点火的必要条件。绝热整形低脚平台可为 高面密度更优性能提供途径。 图1 三冲击波绝热整形实验靶丸示意图 该设计用于理解多层氘氚DT 内爆物理，这与在国家点火装置中使用的四冲击 波低脚设计（明显的特点就是低的激光脚或低的初始激光围栏）以及三冲击波高脚 设计（特点就是有高的激光脉冲平台）相关。 这个项目设计了两种驱动源：一个是从低脚 LF 驱动源得到的四冲击波绝热整 形驱动源，另一个是从 HF 驱动源得到的三冲击波绝热整形驱动源。绝热整形是以 一个强的冲击波通过靶丸壳层向DT 燃料传播为基础的，冲击波在传播过程中逐渐 衰减。这一冲击波将烧蚀前端推向较高的绝热（这对稳定流体力学不稳定性非常有 利），与此同时使DT 燃料处在较低的绝热（高度压缩的需要）。在此之前，绝热整 形的概念是在直接驱动的ICF 实验上提出并发展的（NIF 的实验主要是直接驱动）。 在一篇名为《Improved performance of high areal density indirect drive implosions 1 光电信息简报201532 at the National Ignition Facility using a four-shock adiabat shaped drive》的物理学评论 快报文章中，第一作者Dan Casey 和他的同事报道了在利用增加了前期激光能量的 四冲击波绝热整形驱动源进行的内爆物理实验方面的重大进展。这一适当的激光脉 冲能量调整（总能量的调整小于百分之一）导致了烧蚀前端不稳定性增长率的降低， 同时允许燃料的低绝热，从而促成了高的内爆面密度。 “绝热整形后的 LF 驱动源比在‘国家点火项目’期间进行的同样实验的产额高了 3 到10 倍，”Casey指出。“这一结果将烧蚀前端的有害影响从在NIC 期间进行的内 爆压缩试验中分离出来，并且支持了烧蚀前端的种子扰动对内爆效果影响很大的假 设，这些种子扰动可以来自靶丸支撑物。” 在《Physics of Plasmas 》中的一篇标题为《Stabilization of high-compression, indirect-drive inertial confinement fusion implosions using a 4-shock adiabat-shaped drive》的文章中，第一作者Andrew MacPhee 以及他的同事发表了他们利用最近得