强激光与粒子束
2023, 35(8): 082005
强激光与粒子束
2023, 35(7): 072002
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 100088
六通黑腔是我国独立自主设计的新型激光惯性约束聚变驱动腔型。在大型激光装置上采用全束组注入方式, 首次获得了新型六通黑腔10~20倍收缩比综合内爆完整配套实验数据, 实现最高YOC2D(实验产额/二维模拟产额)达80.4%的综合内爆性能。
激光间接驱动 六通黑腔 内爆 laser indirect-driven six-port-cylindrical hohlraum implosion 强激光与粒子束
2018, 30(11): 110101
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
在激光惯性约束聚变研究中不对黑腔和靶丸做额外处理的条件下,靶丸的早期驱动对称性一直缺少直观的观测手段.介绍了基于神光III原型装置发展的双轴任意反射面速度干涉仪技术及相应的实验结果.通过在靶丸内部安装小反射镜的方式,获得靶丸赤道及极区的冲击波速度历程.根据材料的反射率及其受X射线的影响程度,确定Al为现阶段反射镜的合适材料.对汇聚几何效应下的数据判读问题进行了分析,发现靶装配精度对该技术的影响很大.通过实验完成了双轴VISAR诊断技术的探索,可为进一步发展双轴速度干涉仪和多轴速度干涉仪的工作提供参考.
双轴 任意反射面速度干涉仪 干涉仪 冲击波 汇聚几何 Two-axis Velocity interferometer system for any reflector Interferometer Shock wave Convergent geometry
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在神光Ⅲ主机装置上,利用已经建成的两个激光束组,开展了激光间接驱动内爆物理磨合实验,是神光Ⅲ主机装置首次出中子实验。实验采用1400 μm×2100 μm黑腔,500 μm的塑料靶丸充1 MPa的DD燃料,激光从黑腔两端55°注入。实验获得的最高中子产额为9.7×108。实验结果表明,实验黑腔的耦合效率约为50%;使用的黑腔偏长,靶丸被压缩为“薄饼形”;中子产额和激光能量正相关;中子发射峰值时刻主要依赖于烧蚀层厚度。
神光Ⅲ主机 内爆实验 中子 峰值时刻 SGⅢ facility implosion neutron Bang Time 强激光与粒子束
2015, 27(9): 092008
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
激光间接驱动惯性约束聚变利用辐射烧蚀驱动靶丸球形内爆, 在减速阶段将内爆动能转化成热斑内能, 同时压缩燃料, 达到点火条件, 实现聚变点火。根据目前认识, 影响内爆压缩过程的主要因素包括内爆对称性、燃料熵增因子、内爆速度和混合。内爆物理实验研究的目的是发展对上述影响因素的实验表征方法, 获取这些影响因素随靶设计参数的变化规律, 建立相应的实验调控能力, 最终达到不断提升内爆性能的目的。为此, 在内爆对称性方面, 开展了Bi球自发光实验, 用于研究点火脉冲前2 ns驱动不对称性; 在内爆速度方面, 开展了球面弯晶单能流线实验, 测量得到内爆速度和剩余质量随时间的变化; 在混合方面, 开展了内壳层示踪涂层内爆混合实验, 测量得到环形发光图像。为考察综合内爆性能, 在神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置上开展了DT内爆实验, 获得了中子产额随初始靶参数的变化规律。
惯性约束聚变 内爆 内爆对称性 流体力学不稳定性 inertial confinement fusion implosion implosion symmetry hydrodynamic instability 强激光与粒子束
2015, 27(3): 032015
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 华中科技大学CAD中心, 武汉 430074
利用三维视角因子软件IRAD3D研究了神光-Ⅲ主机靶丸表面辐射驱动时变对称性和驱动强度随黑腔腔形和排布方式的变化。模拟结果表明: 采用椭球形黑腔能显著减小黑腔壁面积从而减小腔壁能量消耗并提高靶丸消耗份额; 不同腔形和排布方式下均可通过调节腔长使勒让德不对称性模P2时间积分量较小; 采用双环辐照和椭球腔形都利于缩短腔长; 四环排布利于调节P4分量, 但环向不对称性M4较差; 椭球腔双环排布能兼顾极向不对称性P2, P4和环向不对称性M4, 且靶丸表面X光驱动强度相对柱腔双环提高25%~27%。
辐射驱动对称性 视角因子软件IRAD3D 神光-Ⅲ主机 黑腔腔形 irradiation drive symmetry view-factor software IRAD3D Shenguang-Ⅲ facility hohlraum shape 强激光与粒子束
2014, 26(2): 022006
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
引入守恒格式的自相似解计算黑腔X射线能流时空分布,通过视角因子方法计算靶丸表面入射能流分布,从而进行惯性约束聚变辐射驱动时变对称性分析。分析了光斑运动、激光脉冲波形及靶丸装配偏差对靶丸辐照均匀性的影响。以二阶分量时间积分值为优化目标,最佳腔长计算值与内爆对称性调节实验结果相符,内爆腔靶组合参数扫描得到的最佳长径比与NIF目前实验值相当,模型有效性得到验证。
间接驱动 辐射驱动时变对称性 自相似解 视角因子 indirect drive time-dependent radiation drive symmetry self-similar solution view factor 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3173
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
利用再发射技术能够有效测量早期辐射驱动对称性。2011年在神光Ⅱ激光装置上,采用Bi替代靶,通过改变靶丸的支撑方式和优化探测器配置,利用分幅相机获得较高信噪比的Bi球表面再发射图像。利用实验结果获得了入射流不对称性P2分量随时间的变化,对比两种腔长的黑腔,P2分量随时间的变化存在明显差别。两种腔P2分量随时间的变化趋势与采用视角因子模拟的结果基本一致。
再发射 早期不对称性 P2分量 Bi替代靶 reemission early time hohlraum symmetry P2 Legendre component Bi alternative target
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
聚变反应随时间变化诊断装置是惯性约束聚变(ICF)研究中的一项重要诊断设备,使用蒙特卡罗程序Geant4研究了基于气体切伦科夫探测器的聚变反应随时间变化诊断装置的时间分辨和辐射转换效率,给出了优化后的辐射转换体材料厚度,以及CO2气室压力与长度。模拟计算表明,优化后的系统时间分辨可达22 ps左右,伽马-切伦科夫光子转换效率可达4.7×10-3 Cherenkov photons/gamma。
气体切伦科夫探测器 辐射转换体 时间分辨 转换效率 蒙特卡罗方法 gas Cherenkov detector radiation converter time resolution conversion efficiency Monte Carlo method