列别捷夫物理研究所的激光靶系统和概念研究

对激光热核靶问题的理论和概念性计划中的基本阶段和研究结果进行评述。列别捷夫物理研究所量子无线电物理学分部对此问题的研究始于６０年代，一直延续至今。用这些靶获得的热核能量数量上要超过初始消耗。     

用激光等离子体离子流对惯性热核聚变靶直接点火

1 引言惯性热核靶的直接点火概念[1，2]是将两个同步脉冲能源（驱动器）对靶的作用在时间上分为热核物质的压缩和加热过程。作用的第一个压缩驱动器用于靶物质按照“冷绝热曲线”缓慢压缩，第二个点火驱动器应保证在不超过初始触发区惯性约束时间内快速加热压缩热核燃料，并触发自持热核燃烧波。上述点火法可将达到点火阈值的DT等离子体能量降至20~50 kJ级，并将触发高增益系数燃烧波的等离子体能量降至0.3~1 MJ。直接点火还有另一个重要优点，它对惯性热核聚变问题是决定性的。问题在于，当试图形成球面靶压缩时仅靠流体动力学积聚形成触…     

微靶的连续时间分辨二维成像

在激光热核聚变中 ,无论从理解过程本身还是从计算程序的校验来看 ,微靶压缩的动力学研究都有很大意义。借助 X射线电光转换器 (通称条纹相机 ) ,结合靶的 X射线成像系统可实现高时间分辨 (皮秒级 )图像记录。该系统通常使用狭缝光阑、针孔相机或 X射线显微镜 ,这种组合可以获得个别截面二维图像的时间扫描。现阶段研究微靶压缩的均匀性和稳定性是最有意义。研究两介质加速运动时其界面产生不同类型的不稳定性占了近代激光热核聚变研究的显著部分。为解决这些问题 ,必须记录高时间分辨的二维图像 ,为此使用脉冲X辐射照明法或帧记录系统。…     

用于聚变靶快速点火的过密等离子体激光穿孔和相对论电子流

用二维网格质点模拟研究了１０倍临界密度等离子体的激光穿孔和相对论电子流。当强度为Ｉ０λ＾２－１０＾２０Ｗｃｍ＾－２μｍ＾２时，经２００个激光周期后形成深为１２λ，直径为３λ通道。激光驱动的电子流携带４０％的入射激光功率。穿越过区时，通道开始时破裂成几条细丝，后来变成单一磁化喷流。     

作为点火与工程试验装置的间接驱动靶的优化计算

提出了适合热核点火和工程试验装置的间接驱动靶的压缩与燃烧的１Ｄ－ＥＲＡ，２Ｄ－ＴＩＧＲ，ＯＭＥＧＡ编码计算结果，指出借助利用重离子单束加器作为主要驱动器和高功率激光作为圆柱靶的热核爆炸的快速点火获得Ｇ〉１００的高能量产额，及驱动器能量Ｅｄ＝５－１０ＭＪ的可能性。     

激光热核聚变的现状与展望

自出现第一台激光器和稍后提出用激光引发热核聚变反应四十年来．人们对热核聚变规划实现的可能性有了某些变化。显然，它的实现技术难度很大，虽然原始思想非常简单：有必要的光通量功率密度．有最易点火的燃料——氘氚混合物。而且引发反应所需的激光脉冲能量规模本身也不是非常巨大，完全能够达到。     

热电视象管的网格化靶

本文主要介绍在红外热电视象管中,采用硫酸三(月甘)肽(TGS)网格化靶的结构、工艺。采用TGS 网格化靶制成的红外热电视象管,空间分辨率得到有效的改善。     

切向气流下激光对旋转靶热烧蚀的数值模拟

针对连续激光辐照表面存在切向气流的旋转靶目标,数值求解温度场分布以及热烧蚀效应。首先,综合切向气流、固液相变和目标旋转的影响,给出柱坐标下三维瞬态热传导方程,建立激光对旋转靶目标的热烧蚀模型。其次,分析热烧蚀过程中,物质在固态、固液态和液态之间的转化关系,提出一种改进的“单元生死法”处理旋转烧蚀过程中的边界移动问题,并采用有限容积法数值求解热烧蚀模型。最后,数值模拟温度场分布和热烧蚀效应,分析靶目标旋转速率对温度场分布和热烧蚀效应的影响。分析结果表明:靶目标的旋转,导致最大烧蚀深度不断减小,圆柱面的烧蚀区域逐渐增加,并对温度场分布产生一定影响。     

惯性约束核聚变并联靶定位系统热分析

并联靶定位系统是一种新结构型式的惯性约束核聚变(ICF)靶定位系统。在并联靶定位系统工作原理及热传递路径分析基础上建立了系统热平衡方程,对热源进行了理论分析和实验测试,确定了热源输出功率及温度。在此基础上,对并联靶定位机构进行了热分析,获得关键部位温度,为并联靶定位系统结构设计及精度分析提供了理论依据。     

基于热分析的大功率开关电源结构设计

随着大功率开关电源功率密度的不断提高,合理的热设计是保证电源可靠工作的前提条件。本文以一台15V／2000A的高频开关电源为例,详细介绍了热设计的方法,给出散热器和风机的选择方案,并基于热分析的结果进行了电源的整体结构设计。最后,仿真和实验结果验证了设计的合理性。     

热象仪的校靶调整

用一种简便方法来校检红外成象器。将一平面平行反射镜接到一基准机械法兰盘，就可确定机械轴。用一改进的双波段自动准直仪测量光轴与机械轴间的误差。在垂直方向，相对于探测器垂直横移透镜并在水平方向保持扫描反射镜方向无位移的方法实现校检。测角精度于自动准直仪光源的焦长和取决于热象仪视频输出方式测定图象位置的电子电路。     

少数激光束对"激光温室"靶的对称压缩

研究了用少数激光束对低密度结构吸收体的靶有效、对称压缩的可能性。提出了考虑纳秒级高功率激光脉冲吸收特点的多孔介质状态方程。表明,这种靶的开放型方案可使用普通高斯光束,不要求吸收体表面特殊成型。确定了只用两激光束(或两组光束)有效压缩这种靶所必须的条件。计算表明,激光脉冲能量2．1M,时,该靶的增益系数达到7。