我国激光惯性约束聚变实验研究进展

介绍国内自2000年以来的激光惯性聚变（inertial confrnementfusion,ICF）实验研究进展,主要内容为神光Ⅱ激光装置上的实验,也对刚建成不久的神光III原型装置上的实验作简要介绍。在神光Ⅱ激光装置上开展了多项的物理实验研究,进行了系列综合和分解实验,获得的主要实验技术指标为：黑腔峰值辐射温度超过二百万度;辐射驱动DT聚变中子产额达10^8和辐射驱动压缩DD燃料密度超过10倍液氘密度;辐射不透明的样品温度接近100eV。在神光Ⅱ装置上得到这些结果表明国内在惯性约束聚变研究方面取得了显著的进步。随着神光Ⅲ原型装置建造的完成,2007年在该装置上进行了首轮物理实验,开展了黑腔物理和辐射内爆物理实验,首轮实验的成功说明神光Ⅲ原型装置已具备实验能力。     

X射线在Au等离子体中的散射截面测量

阐述了X射线在等离子体中的散射截面研究的潜在价值及对惯性约束聚变 (ICF)研究的重要意义 ,介绍了神光Ⅱ装置上的实验方案及诊断设备靶场排布。给出了该项研究的实验结果 ,并对实验结果作了初步的分析 ;给出了实验误差的主要来源 ,从获得的结果表明有望发展一种新的等离子体状态参数诊断技术。     

辐射在低密度介质中传输的实验

利用激光能量为 2000 J、脉宽为 1 ns、三倍频的8束的神光Ⅱ激光装置, 将8束激光注入金柱腔, 产生峰值辐射温度约140 eV的辐射场, 用来驱动密度为50 mg/cm³的CH泡沫(C₆H₁₂)和掺铜CH泡沫(铜原子比为2.14%, C₆H₁₂Cu_0.394)样品柱, 研究辐射在泡沫中的超声速传输问题. 利用三色谱仪在同一发实验中获得了双能道(210 和 840 eV)光子在泡沫中的传输时间, 采用透射光栅谱仪测量辐射穿过泡沫材料的透过谱, 由透过谱能得到光学厚度. 实验结果表明, 不同能区的光子因辐射不透明度不同使得在介质中的传播时间不同, CH泡沫中的 210 eV能道的光子快于 840 eV能道光子传出泡沫样品, 而在掺铜CH泡沫中则相反. 在CH泡沫中的光学厚度小于1, 在CH泡沫中掺少量铜掺使光学厚度超过1.     

我国激光间接驱动黑腔物理实验研究进展

本文介绍了近年来我国在激光间接驱动惯性约束聚变中黑腔物理实验研究的进展.我们在神光系列激光装置上开展了一系列黑腔物理分解实验和黑腔辐射场综合实验,从多个方面研究了黑腔内部等离子体状态和辐射场特性.为了提升精密化实验能力,对黑腔物理实验主要诊断设备进行了不断优化改进、精密标定和一致性考核,并对激光能量平衡和光斑稳定性的影响做了分析研究,针对神光Ⅲ原型装置从物理设计、诊断、制靶、驱动器等多方面不断优化完善,建立了黑腔能量学精密物理实验能力,获得了一套具有较高置信度的自洽的黑腔能量学实验数据,同时初步探索研究了六孔球腔、三轴柱腔、贫铀腔、泡沫金腔等新型黑腔的辐射场特性.最后介绍了2017年刚完成的黑腔Au泡膨胀特性和激光注入孔(Laser Entrance Hole,LEH)堵孔特性的实验研究.这些实验获得了多个可重复、可理解、互相自洽的实验数据,使我们对黑腔能量学和辐射场分布的影响因素和规律有了更深入的认识.