慣性約束核聚變(ICF)的一個主要目標(biāo)是關(guān)于氘氚(DT)混合核燃料的熱核聚變反應(yīng)的點火。點火過程之后，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，有兩個方案被提議，即：直接驅(qū)動和間接驅(qū)動。兩種方案下都是考慮一個包有DT核燃料的球形膠囊。在直接驅(qū)動方案中球形膠囊被大數(shù)量的激光照射，而在間接驅(qū)動方案中激光能量首先轉(zhuǎn)化為X光場(約束在高Z殼中；如黑體輻射的黑腔)來照射膠囊。沉積在外部膠囊層里的能量將產(chǎn)生一系列的強(qiáng)沖擊波來誘導(dǎo)膠囊內(nèi)爆。在經(jīng)典的中心點火方案中，DT燃料在停滯產(chǎn)生高密度(幾百克每立方厘米)殼層來約束部分DT燃料(幾百微克)前會被加速到高內(nèi)爆的速度(幾百千米每秒)。點火條件要求稱作熱點的中心物質(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)爆殼層將遭受危險的流體力學(xué)不穩(wěn)定性(Richtmyer–Meshkov和瑞利泰勒RT)的增長，而且殼層變形將最終摧毀熱點。一種減少RT不穩(wěn)定性增長的方法是在低內(nèi)爆速度V時壓縮膠囊燃料。
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)生快點火。最近沖擊波點火方案已經(jīng)被提議作為慣性約束核聚變下經(jīng)典中心點火的替代方案。這種情況下膠囊被激光光束直接照射來壓縮DT燃料。壓縮殼層的內(nèi)爆速度被設(shè)定在點火閾值之下(V<2×10^7~3×10^7cm/s)，從而不會產(chǎn)生有效的熱點。在沖擊波點火方案中，第二束高功率(幾百太瓦)的激光脈沖照射膠囊來驅(qū)動強(qiáng)沖擊波從而達(dá)到燃料聚變要求的壓縮殼層。沖擊波點火脈沖必須仔細(xì)調(diào)節(jié)時間來與強(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。這個新方案相比中心點火預(yù)計將得到更高增益，而壓縮過程與點火過程的分離使得對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)定性帶來的不確定性，例如在沖擊波點火脈沖的高激光強(qiáng)度Iλ2>1015W·cm-2μm2時會預(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驗工作的極大興趣。
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