衝擊波點火中重要流體不穩定性問題研究

《衝擊波點火中重要流體不穩定性問題研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由葉文華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：衝擊波點火中重要流體不穩定性問題研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：葉文華
• 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所

項目摘要

目前美國國家點火裝置(NIF)間接驅動中心點火面臨內爆流體不穩定性和雷射電漿不穩定性科學風險的極大挑戰。衝擊波點火是近年提出的先進雷射聚變點火方式，相比中心點火，具有內爆效率高、聚變能量增益大和工程經濟皮實的特點，在國際上受到普遍重視。本項目研究衝擊波點火中重要流體不穩定性問題，主要包括：點火衝擊波與已有較大增長內外表面擾動的相互作用及後續增長規律、點火衝擊波與壓縮衝擊波相碰過程中流體不穩定性增長規律、點火衝擊波與壓縮衝擊波強度比和延遲時間對流體不穩定性增長的影響。衝擊波點火與中心點火流體不穩定性問題有很大不同，且國際上還很少開展研究。本項目注重物理規律研究，利用已有高能量密度流體不穩定性紮實物理基礎、國內一流數值模擬條件和雷射裝置實驗條件，開展關鍵基礎問題研究，期待獲得國際創新成果，為我國衝擊波點火靶研究和設計提供物理基礎支持，減輕我國聚變點火重大專項驅動器和靶製作技術風險壓力。

結題摘要

目前美國國家點火裝置(NIF)間接驅動中心點火面臨內爆流體不穩定性科學風險的很大挑戰。相比中心點火，衝擊波點火具有內爆效率高、聚變增益大的特點，但產生點火衝擊波的3-6億大氣壓的超高驅動壓力難以在實驗室產生。本基金項目在研究衝擊波點火內爆基礎上，充分吸收衝擊波點火的優點，規避其缺點，創新提出了衝擊波輔助間接驅動中心點火的稀疏再壓縮(DR)新型點火物理方案。DR新型點火方案不僅提高了內爆效率，而且有效緩解了間接驅動點火內爆的流體不穩定性壓力，較好解決了美國NIF上間接驅動點火遇到了流體不穩定性困難。利用該新型方案，本項目開展了我國雷射間接驅動點火靶設計，獲得了好的效果。與此同時，針對美國NIF間接驅動內爆高收縮流體不穩定性和燒蝕流體不穩定性等問題，開展了較多研究，獲得了一些國際創新性成果。本項目獲得的成果，對於我國雷射間接驅動點火靶研究和設計，對於我國ICF內爆流體穩定性控制，對於我國高能量密度流體不穩定性研究，有十分重要的促進作用，並有重要的科學意義和實際套用價值。