我國成功驗證激光驅動球形匯聚等離子體聚變新方案

近日，北京應用物理與計算數學研究所研究員劉傑所帶領的團隊，在我國激光裝置神光III原型上成功驗證激光驅動球形匯聚等離子體聚變新方案。在實驗中觀測到了近億度的等離子體聚變火球，並獲得穩定的高聚變產額。文章於北京時間4月20日發表於美國《物理評論快報》，並被推薦為“亮點工作”。

據介紹，激光核聚變是利用強激光點燃氘氚燃料引發熱核聚變的過程，它是人類實現可控熱核聚變的重要方式。當前最新的進展來自美國的兆焦耳國家點火裝置NIF，其在2014年初宣布實現燃料芯部釋放的聚變能量首次超過熱斑燃料吸收能量，但所獲得的聚變能量距離燃料整體成功“點火”還有近兩個量級的差距。

在賀賢土院士領導的新型點火靶項目支持下，劉傑帶領團隊通過深入剖析NIF聚變點火所麵臨的關鍵問題，不斷探索新的激光聚變技術途徑，提出了激光驅動球形匯聚等離子體聚變新方案：利用強激光直接燒蝕含聚變材料的球殼內表麵，產生向球心匯聚的高速膨脹的高溫等離子體，它在球心碰撞阻滯之後，其動能轉化為離子內能，進而誘發聚變反應。

“激光驅動球形匯聚等離子體聚變不需要高的壓縮收縮比，在球心可以獲得的近十億度聚變等離子體火球，具有能量耦合效率高，聚變產額皮實穩定的優點。”劉傑說。

基於上述新概念，該團隊與激光聚變研究中心的實驗團隊合作開展了驗證實驗，其聚變產額與理論預期標度律十分符合。研究人員預測，利用球形匯聚等離子體聚變，可在美國 NIF裝置上獲得的更高的聚變產額，並期望在更高能量裝置上獲得能量的得失等當。

轉載請注明出處。