慣性約束核聚變(ICF)的一個(gè)主要目標(biāo)是關(guān)于氘氚(DT)混合核燃料的熱核聚變反應(yīng)的點(diǎn)火。點(diǎn)火過(guò)程之后，熱核燃燒波(主要是較大散射截面D+T=>α+n+17.6MeV的聚變反應(yīng))穿過(guò)壓縮燃料將產(chǎn)生大能量增益G=Efus/Ein(熱核聚變能與投入能之比)。為了達(dá)到這一目的，有兩個(gè)方案被提議，即：直接驅(qū)動(dòng)和間接驅(qū)動(dòng)。兩種方案下都是考慮一個(gè)包有DT核燃料的球形膠囊。在直接驅(qū)動(dòng)方案中球形膠囊被大數(shù)量的激光照射，而在間接驅(qū)動(dòng)方案中激光能量首先轉(zhuǎn)化為X光場(chǎng)(約束在高Z殼中；如黑體輻射的黑腔)來(lái)照射膠囊。沉積在外部膠囊層里的能量將產(chǎn)生一系列的強(qiáng)沖擊波來(lái)誘導(dǎo)膠囊內(nèi)爆。在經(jīng)典的中心點(diǎn)火方案中，DT燃料在停滯產(chǎn)生高密度(幾百克每立方厘米)殼層來(lái)約束部分DT燃料(幾百微克)前會(huì)被加速到高內(nèi)爆的速度(幾百千米每秒)。點(diǎn)火條件要求稱(chēng)作熱點(diǎn)的中心物質(zhì)加熱到10keV高溫，并約束在有限體積內(nèi)使面密度與阿爾法粒子距離可比(約為0.3g/cm2)。一個(gè)關(guān)鍵的因素便是關(guān)于膠囊照射的均勻性。一次成功的膠囊內(nèi)爆要求非常均勻的照射和膠囊靶丸；否則，內(nèi)爆殼層將遭受危險(xiǎn)的流體力學(xué)不穩(wěn)定性(Richtmyer–Meshkov和瑞利泰勒RT)的增長(zhǎng)，而且殼層變形將最終摧毀熱點(diǎn)。一種減少RT不穩(wěn)定性增長(zhǎng)的方法是在低內(nèi)爆速度V時(shí)壓縮膠囊燃料。
可替代方案目前也正在研究，例如激光加速電子、質(zhì)子和重離子誘導(dǎo)產(chǎn)生快點(diǎn)火。最近沖擊波點(diǎn)火方案已經(jīng)被提議作為慣性約束核聚變下經(jīng)典中心點(diǎn)火的替代方案。這種情況下膠囊被激光光束直接照射來(lái)壓縮DT燃料。壓縮殼層的內(nèi)爆速度被設(shè)定在點(diǎn)火閾值之下(V<2×10^7~3×10^7cm/s)，從而不會(huì)產(chǎn)生有效的熱點(diǎn)。在沖擊波點(diǎn)火方案中，第二束高功率(幾百太瓦)的激光脈沖照射膠囊來(lái)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)沖擊波從而達(dá)到燃料聚變要求的壓縮殼層。沖擊波點(diǎn)火脈沖必須仔細(xì)調(diào)節(jié)時(shí)間來(lái)與強(qiáng)沖擊波同步使得壓縮沖擊波停滯后剛好從中心反彈回來(lái)。這個(gè)新方案相比中心點(diǎn)火預(yù)計(jì)將得到更高增益，而壓縮過(guò)程與點(diǎn)火過(guò)程的分離使得對(duì)照射均勻性的條件的要求不是那么苛刻。除此之外，兩步照射將受益于zooming技術(shù)來(lái)提高激光與膠囊之間的耦合效率。當(dāng)然也應(yīng)該注意激光等離子體不穩(wěn)定性帶來(lái)的不確定性，例如在沖擊波點(diǎn)火脈沖的高激光強(qiáng)度Iλ2>1015W·cm-2μm2時(shí)會(huì)預(yù)期出現(xiàn)的受激拉曼散射(SRS)、受激布里淵散射(SBS)和雙等離子衰變(TPD)。這些致命的不穩(wěn)定性將減少能量沉積效率并產(chǎn)生高能(約10~40keV)電子。與沖擊波點(diǎn)火方案相關(guān)的激光等離子體相互作用中的不確定性也引起了實(shí)驗(yàn)工作的極大興趣。
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