LLNL研究人员及其同事正在开发一种新的技术，以期能够在NIF黑腔内产生强磁场。模拟和实验表明，磁化的黑腔能够显著增强NIF的内爆性能。

　　旨在测试该技术的实验上个月在NIF上进行，实验利用激光产生磁场。该实验隶属发现科学实验(Discovery Science Experiments)，相关实验持续一周的时间。

　　计算表明，磁场有助于提高惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion, ICF)点火靶的聚变燃烧速率。重要方法有两种：一是通过减少靶丸中心“热点”处的压缩高温等离子体燃料的热传导;另一种是增加带电粒子(α粒子，由聚变反应产生)的约束能力。如果能够使带电粒子更靠近热点，将有助于能量在燃料外层中的沉积，燃料外层位于热点外层，温度较低，该过程被称为α加热。从而增加产生自维持聚变反应的可能性。

　　“我们已经在OMEGA EP激光器(罗切斯特大学)工作了好几年，以开发激光驱动的磁场平台”，该项目的主要研究人员，LLNL物理学家布拉德·波洛克(Brad Pollock)说。虽然以前的实验产生的是线状磁场，他说，“我们想磁化黑腔大小的物体，这就是我们最终的目的。

　　图1 实验用靶

　　在上个月的实验中，来自NIF激光器的，峰值功率越80TW的激光光束照射双电容器线圈，该线圈尺寸约为标准NIF黑腔三分之一。热电子从所产生的等离子体射出，形成数百万安培的电磁线圈电流，电流绕着线圈的表面回路循环，所以能够产生大的磁场。磁场使来自爆炸推进器背光的质子偏转。

　　Pollock指出，在10至20特斯拉范围内的轴向黑腔磁场有助于实现更对称地驱动爆炸。50特斯拉时，减少热传导和α粒子约束的胶囊效应(capsule effects)将会出现。

　　二月进行的实验是首次在同一NIF打靶中击中两个靶。由于靶的复杂性，对靶制作提出新的挑战，实验者认为在分配给实验的打靶时间内，双靶方案是获得他们所需数据的最佳方案。实验中使用的所有诊断都获得了好的数据。按照计划，今年秋季进会进行下一轮实验，到时将会对比有无磁场的实验结果，以测量磁化黑腔对聚变实验的影响。

　　由于有望在NIF上改进ICF内爆状态，高能量密度和天体物理学实验也对磁化靶产生了兴趣。多个目前正在进行的NIF发现科学攻关计划也对天体物理磁场进行研究，以确定它们的起源，如何演变，以及在其他宇宙现象中扮演的角色。

　　图2 用于磁场(B场)实验的NIF 黑腔“环”结构图。一到三路NIF光束将被引导到在黑腔侧面上的板或翅片上以产生磁场。

　　除了Pollok，激光驱动磁场实验团队成员包括LLNL的John Moody，Clement Goyon，Steve Ross，George Swadling，Jackson Williams，Derek Mariscal，David Strozzi，Dan Kalantar，Will Farmer，Rich Zacharias 和Bruce Remington;罗切斯特大学激光能源实验室的Dan Haberberger和Dustin Froula;大阪大学激光工程研究所的Shinsuke Fujioka and King Law;英国约克大学的Eleanor Tubman and Nigel Woolsey;波尔多大学激光和应用激光中心的Joao Santos和Mathieu Bailly-Grandvaux。制作复杂靶的团队成员包括通用原子科技的Kelly Youngblood，William Hoke，Mike Mauldin和Jon Nafziger以及LLNL的Russell Wallace和Scott VonHof。

微信分享

x

用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈

网站内容来源于互联网、原创，由网络编辑负责审查，目的在于传递信息，提供专业服务，不代表本网站及新媒体平台赞同其观点和对其真实性负责。如因内容、版权问题存在异议的，请在 20个工作日内与我们取得联系，联系方式：021-80198330。网站及新媒体平台将加强监控与审核，一旦发现违反规定的内容，按国家法规处理，处理时间不超过24小时。