近日，原子能院核物理研究所強(qiáng)流粒子束與激光研究室聯(lián)合北京大學(xué)和北京師范大學(xué)，在激光驅(qū)動(dòng)的磁化“開(kāi)爾文-亥姆霍茲”不穩(wěn)定性（KHI）研究中取得重要進(jìn)展。研究成果《外加磁場(chǎng)對(duì)多模擾動(dòng)下激光驅(qū)動(dòng)開(kāi)爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性的影響》在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《等離子體物理》（Physics of Plasmas）發(fā)表，為激光驅(qū)動(dòng)磁化“開(kāi)爾文-亥姆霍茲”不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)提供理論指導(dǎo)，在可控核聚變前沿研究方面進(jìn)行了積極探索。原子能院核物理研究所孫偉博士為文章第一作者，該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略?xún)?yōu)先研究計(jì)劃以及中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目的支持。

“開(kāi)爾文-亥姆霍茲”不穩(wěn)定性（KHI），是指在有剪切速度的連續(xù)流體內(nèi)部，或有速度差的兩個(gè)不同流體的界面之間發(fā)生的不穩(wěn)定現(xiàn)象。其作為流體和等離子體中的基本物理過(guò)程，廣泛存在于卷狀云等自然現(xiàn)象、太陽(yáng)日珥和地磁層等空間物理現(xiàn)象以及慣性約束聚變等工程領(lǐng)域中。盡管目前已開(kāi)展了不少與KHI相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究，但由于磁化KHI以及其他宏觀流體不穩(wěn)定性之間的復(fù)雜耦合作用，會(huì)造成不同燃料層之間發(fā)生物質(zhì)混合和能量耗散，成為現(xiàn)階段慣性約束聚變點(diǎn)火失敗的關(guān)鍵因素。因此針對(duì)磁化KHI的起源和發(fā)展的研究將有助于制定抑制措施，以遏制不穩(wěn)定性的增長(zhǎng)，從而提高慣性約束聚變點(diǎn)火成功概率。

近年來(lái)，隨著強(qiáng)激光以及診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，其逐漸成為開(kāi)展磁化KHI研究的重要手段。激光驅(qū)動(dòng)的磁化KHI研究在慣性約束聚變、空間物理和天體物理等領(lǐng)域具有重要意義。研究團(tuán)隊(duì)提出了一種通過(guò)激光驅(qū)動(dòng)等離子體產(chǎn)生KHI的實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)輻射磁流體力學(xué)程序?qū)す怛?qū)動(dòng)的調(diào)制靶產(chǎn)生的KHI進(jìn)行了二維數(shù)值模擬，充分研究了外加磁場(chǎng)對(duì)多模擾動(dòng)KHI渦旋演化的影響。

數(shù)值模擬表明，水平流向外加磁場(chǎng)可抑制單模KHI渦旋發(fā)展和多模KHI渦旋的并合過(guò)程，外加磁場(chǎng)對(duì)多模擾動(dòng)KHI的演化具有更加強(qiáng)烈的制穩(wěn)效果，在25納秒內(nèi)KHI的平均增長(zhǎng)率降低了20%。研究結(jié)果可為在強(qiáng)磁環(huán)境下利用強(qiáng)激光裝置開(kāi)展KHI實(shí)驗(yàn)提供理論指導(dǎo)，對(duì)慣性約束聚變前沿研究具有重要意義。