[发明专利]六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统

说明书

本发明实施例中公开了一种六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统。其中，方法包括：采用不含靶丸的六孔球腔，通过实验测取激光注入孔随时间及频率演化的缩孔行为、以及缩孔区等离子体随时间及频率演化的辐射能流信息；并且获取随时间及频率演化的光斑形貌、光斑区随时间及频率演化的辐射能流信息，以及非光斑区随时间及频率演化的辐射能流信息；基于上述信息计算出六孔球腔内虚拟靶丸所感受到的随时间及频率演化的辐射能流信息和辐照不均匀度，并计算出加了靶丸后球腔中的辐射能流与不加靶丸之前球腔中的辐射能流之比，进而得到六孔球腔中点火靶丸所感受的辐射驱动源。本发明实施例中的技术方案能够确定针对六孔球腔内点火靶丸的辐射驱动源。

技术领域

本申请涉及能源领域，特别是一种六孔球腔辐射驱动源确定方法和系统。

背景技术

在间接驱动惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion，ICF)中，激光通过注入 孔被注入到高Z材料黑腔腔壁并被转换成X光，X光辐射驱动位于黑腔中心的球形氘 氚靶丸实现内爆和聚变点火。惯性约束聚变点火的实现对解决人类可持续发展所必需 的清洁能源问题以及国防高能量密度物理研究具有重大意义，因此受到世界上各大国 的高度重视。然而，历经半个多世纪，虽全球聚变领域科学家共同合作、倾其所能， 但仍未能实现聚变点火这一极富挑战的、最为重要的科学目标。在ICF聚变点火研究 中，准确获知位于黑腔中心的点火靶丸所感受到的辐射驱动源特性是设计给出点火靶 丸所需辐射驱动源并实现点火的大前提，但这是激光聚变领域长期存在的一大世界性 难题，也是实现聚变点火的严重障碍。

在间接驱动研究中，具有两个激光注入孔(LEH)的柱形黑腔是国际ICF领域中 研究得最多的腔型，如美国国家点火装置NIF，但NIF仍未能实现其最重要的点火目 标。研究表明，NIF点火失败与其所采用的传统柱形黑腔构型密切相关，柱腔在提供 点火靶丸所需的球对称辐射驱动源方面遇到了难以克服的障碍。特别是，NIF装置的 黑腔构型及其激光排布严重影响到对点火靶丸辐射驱动源的诊断与设计。

在ICF中，点火靶丸对辐射驱动源随时间、空间和频率的演化行为有着近乎苛刻的要求，如要求辐照不均匀度不得高于1％等。然而，在ICF研究中长期存在着难以 准确获知黑腔内靶丸处辐射驱动源特性这一世界性难题。这一方面是因为靶丸位于黑 腔中心位置，要直接获取靶丸上的辐射场信息非常困难；另一方面在于黑腔中辐射等 离子体的复杂性。激光驱动下的黑腔内等离子体环境异常复杂。在黑腔腔壁上，既有 由激光烧蚀所产生的光斑区，又有由辐射烧蚀所产生的非光斑区。激光烧蚀和辐射烧 蚀下的等离子体状态及其随时间、空间、频率的演化行为非常不一样，且不同区域的 等离子体还会发生碰撞、挤压等等，并激发起各种激光等离子体非线性效应。同时， 等离子体这些行为还会受到黑腔中填充气体的影响。特别地，激光注入孔还会因辐射 烧蚀而产生缩孔效应，而缩孔区域的等离子体也会产生X光。黑腔中这些不同区域的 等离子体所发射的X光将穿越不同的等离子体路径输运到达靶丸表面并驱动靶丸内 爆。能否实现聚变点火，就取决于能否利用这个纷繁复杂的黑腔等离子体环境提供给 点火靶丸一个在时间、空间、频率上均满足其要求的球对称辐射驱动源。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例中一方面提出一种六孔球腔辐射驱动源确定方法，另一方面提出一种六孔球腔辐射驱动源确定系统，用以确定针对六孔球腔内点火靶丸的辐 射驱动源。

本发明实施例中提出的一种六孔球腔辐射驱动源确定方法，包括：

采用不含靶丸的六孔球腔，通过实验测取激光注入孔随时间及频率演化的缩孔行为、测取缩孔区等离子体的随时间及频率演化的辐射能流信息；所述六孔球腔为一球 形腔体，且具有对应所述球形腔体一内接正六面体的面中心的六个激光注入孔；

采用不含靶丸的六孔球腔，通过实验获取随时间及频率演化的光斑形貌、光斑区随时间及频率演化的辐射能流信息，以及获取非光斑区随时间及频率演化的辐射能流 信息；