ICF(慣性約束核聚變)

ICF（Inertial confinement fusion），慣性約束核聚變，也譯為局限慣性核聚變、慣性約束聚變、慣性限制氫聚變，是一種核聚變的技術，利用雷射的衝擊波來引發核聚變反應。是實現聚變點火的主要研究方法之一。

基本介紹

• 中文名：ICF
• 外文名：Inertial confinement fusion

基本思想

利用雷射或離子束作驅動源，脈衝式地提供高強度能量，均勻地作用於裝填氘氚(DT)燃料的微型球狀靶丸外殼表面，形成高溫高壓電漿，利用反衝壓力，使靶的外殼極快地向心運動，壓縮氘氚主燃料層到每立方厘米的幾百克質量的極高密度，並使局部氘氚區域形成高溫高密度熱斑，達到點火條件，驅動脈衝寬度為納秒級，在高溫高密度熱核燃料來不及飛散之前，進行充分熱核燃燒，放出大量聚變能。

過程

基本原理

在慣性約束聚變中，點火條件要求高溫、高密度和一定的尺度，採用雷射驅動也需要增壓手段，其大致過程是：雷射首先從四面八方均勻加熱球形靶丸表面，在靶表面形成一層高溫稀薄電漿，然後雷射通過這層稀薄電漿時，以逆韌致和某些電漿的反常吸收過程被吸收。被吸收的雷射能量迅速加熱電子，溫度可達到3—5千萬度。高溫電子通過電子熱傳導，又將大部分能量輸運到臨近吸收區的燒蝕層密度高的區域，形成一個高溫燒蝕陣面（溫度急劇變化的一個空間界面），並在此產生高的燒蝕壓，這是一個增壓過程。它將雷射壓力提高近千倍。燒蝕壓驅動燒蝕陣面附近的物質，一方面將一部分高溫高密度電漿物質向外朝低密度的電漿區噴射，另一方面由於作用與反作用的關係，將剩餘的冷物質壓縮並向中心加速運動，產生聚心衝擊波，壓縮氘氚燃料，這就是慣性約束的含義。這個過程就稱為“內爆”，通過球形內爆和內爆過程的聚心效應，使氘氚燃料的壓力再增加幾萬倍，達到點火時要求達到的燃料壓力。