报告摘要:在间接驱动激光核聚变研究中,强激光经由重金属材料制备的黑腔靶内壁吸收并转换为X射线辐射,辐射在黑腔内输运形成驱动靶丸内爆的辐射场,内爆将靶丸内的DT燃料压缩并加热至高温高密度条件引发热核聚变甚至自持燃烧,进而实现聚变能量增益。黑腔辐射场是决定间接驱动聚变点火成败的关键之一,美国NIF漫长的点火探索过程中,有相当一部分工作就在不断优化黑腔设计以建立了驱动HDC靶丸实现点火所需的高温、对称的辐射场。对于内爆,黑腔辐射场的重要特征量除了高温、对称性和时间波形外,辐射能谱也极其重要。烧蚀层中Z掺杂就是为了匹配黑腔辐射光谱,以减缓>2keV的包括M带在内的高能X射线的预热及物质界面流体力学不稳定性增长。本工作重点围绕黑腔辐射能谱对靶丸内爆的1D性能(流体力学效率)和流体力学不稳定性发展的影响开展理论与实验研究;通过优化贫铀黑腔防氧化层材料建立了低M带准平衡黑腔辐射源,首次开展了高M带金黑腔和低M带氮化贫铀黑腔驱动的气体靶丸以及DD冷冻靶丸的内爆比对实验。实验结果与物理分析表明,低M带的黑腔辐射源对于提升内爆一维性能和抑制物质界面不稳定性等高维不利效应都具有重要作用。
报告人信息:丁永坤,现任北京应用物理与计算数学研究所研究员、博导。长期从事激光惯性约束聚变研究,先后负责过激光ICF实验、诊断和靶物理总体与理论设计的总体工作。在激光聚变研究中心工作期间主持完成了大型激光装置的ICF实验综合诊断系统研制,系统策划并分步实施了精密诊断关键瓶颈技术攻关,联合国内优势单位建立了ICF实验诊断设备自主研发的较完整技术体系。在现工作单位主持完成了自主点火物理方案的理论设计和初步实验验证。在创新探索方面,同团队成员一道发展建立了X射线多光谱时空分辨诊断、高分辨X射线动态荧光成像和准单色X射线KB显微成像等新技术;在黑腔新构型、新材料研究方面取得了新成果,为新型点火靶设计奠定了重要基础。在基础研究方面,他主持完成过科技部重点研发计划和国家自然基金重点项目,发表了论文400余篇、合著《激光惯性约束聚变诊断学》,获得过国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖和中国工程物理研究院杰出专家称号。