惯性约束核聚变的离子驱动快点火方案理论与数值模拟研究

项目名称： 惯性约束核聚变的离子驱动快点火方案理论与数值模拟研究

项目编号： No.11405108

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 翁苏明

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 因为有望实现高能量增益且简化燃料靶的制造工艺，离子驱动快点火成为非常有竞争力的惯性约束核聚变解决方案之一。然而此方案存在两个关键性的挑战：一，如何使激光传输到更接近燃料靶心的高密度区域；二，如何利用激光高效地产生高质量的高能离子束。为此我们建议利用第一束强激光脉冲的钻孔效应来产生通向高密度区域的通道；接着利用第二束更强的圆偏振激光通过钻孔模式辐射压加速产生高能离子束实现点火。首先，我们将构建描述激光钻孔的多维理论模型和掌握其中各不稳定性的演化规律，并通过对激光脉冲的时间包络和横向强度分布进行整形等技术来实现产生更稳定的通道。其次，我们将把利用时域整形激光脉冲在一维非均匀等离子体中通过钻孔模式辐射压加速产生准单能离子束的方案扩展到多维情况，此方案能以较高的能量转换效率产生高质量的高能离子束。我们的研究有望为实现惯性约束核聚变提供一套新颖的离子驱动的快点火方案。

中文关键词： 激光等离子体；惯性约束聚变；快点火；离子加速；激光钻孔

英文摘要： Ion-driven fast ignition of inertial confinement fusion is considered to be a promising variant of fast ignition that could achieve a high energy gain and simplify the target fabrication for the future fusion reactor. However, there are two crucial challe

英文关键词： laser plasma；inertial confinement fusion；fast ignition；ion acceleration；laser hole-boring