作者:迈克尔·帕迪拉，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 这是橙色和角质设计中使用的胶囊的代表
信用:莱恩·卡尔森/通用原子公司
来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室和激光能量学实验室(LLE)的科学家们正致力于改进国家点火装置(NIF)上的极直接驱动中子源，这是世界上最高能的激光器
等离子体显示板中子源是在环境温度下填充有氘氚气体的容器，并以不需要严格的激光功率对比控制或功率精度的强激光脉冲进行发射
与需要高质量深冷冰层的传统间接驱动源相比，这些源在NIF油田的时间和资源效率更高
此外，较低的产生的目标碎片载荷允许中子辐射效应实验更靠近目标，为测试创造更强的中子辐射场
该团队大幅提高了光动力装置的总聚变输出和激光-聚变能量转换效率
该团队还开发了一个PDD爆炸推进器(PDXP)平台，该平台能够在创纪录的14兆电子伏中子注量水平下对可回收样品进行辐射效应测试
“在最初的实验成功后的一年半多时间里，这种光动力装置的设计是将激光能量输入转化为聚变输出的最有效的方式，”查尔斯·耶曼斯说，他是研究小组的负责人，也是《核聚变》杂志上发表的一篇论文的第一作者
合著者包括来自LLNL的伊利亚·坎普、扎克·沃尔特斯、希瑟·惠特利和布伦特·布鲁，以及来自的史蒂夫·克拉克斯顿、帕特里克·麦肯蒂、艾玛·加西亚和·杨
耶曼斯说:“向物质发射非常大的激光可以刺激聚变反应，就像在太阳和其他恒星以及地球上核爆炸的核心发生的那样。”
“我们想研究聚变产生的强辐射场如何影响材料、电子和工程系统，如卫星和飞机
在NIF，我们能够控制和定位我们的测试对象，使其靠近放射源
" 此外，类似的直接驱动胶囊平台在NIF有许多应用
通过不同的气体填充，它们可以用于天体物理学感兴趣的核反应研究，并作为点背光的质子源
它们还被用来产生高亮度连续x光的短脉冲，用于扩展x光吸收精细结构研究和不透明度测量
此外，它们还被用来制作大型压缩等离子体，用于研究电子-离子能量转移
“总的来说，一个更好的n if中子源设计使我们能够进行更多更好的辐射效应测试，而不是仅仅依靠主流的NIF实验，”他说
耶曼斯说，这项工作为实验室的整体辐射效应实验测试能力增加了宝贵的一笔
“它还开发了建模和模拟能力，以理解和改进中子源设计，”他说
“通过这项工作，我们现在和将来都能够更好地履行这一职责
" 团队成功 这项工作是由一组设计师进行的，他们是运行计算机代码进行复杂物理计算的科学家，也是实验学家，他们是理解和操作世界上最大的激光器的工程师，他们确定了在实践中测试模拟效果的最佳方法
几名团队成员同时担任这两个角色，其他人则根据研究团队的需要，专门从事设计或实验工作
叶曼斯说，在五年多的时间里，NIF进行了16天的实验，其中包括了三个表现最好的设计，每个设计都是在2019年的拍摄日进行的，并在出版物中进行了详细的讨论
希瑟·惠特利，LLNL高能密度科学项目副主任，与LLE的克雷斯顿和加西亚以及美国的沃伦·加贝一起开发了大直径极地直接驱动太空舱的初步设计
K
原子武器机构
惠特利说:“这个平台很重要，因为它能提供高中子通量，并能在生存性实验的源头附近近距离定位样本。”
“极性直接驱动配置还为其他高温等离子体物理实验提供了极好的诊断途径
" 来自的克拉克斯顿帮助领导了本科生加西亚和杨的工作，并表示学生的参与对这项工作非常重要
每个学生负责计算优化的激光束指向，以实现胶囊特定直径的均匀内爆
这种优化由于NIF光束入射角被优化以驱动圆柱形腔室靶而变得复杂
麦肯蒂与克雷斯顿和团队的其他成员密切合作，确定了理想的激光脉冲形状
“我们经历了多年的一系列实验，第一个是在NIF接受委托时生产中子来测试NIF中子诊断，”克雷斯顿说
“这些实验的发展是为了满足各种应用的需要，最大的目标是产生效果实验所需的高产量
" 这项工作取得成功的关键是制造和开发适当的测试协议，以获得关键数据，为这些更容易爆裂的大型(直径2-5毫米)、薄壁(约10-30微米)胶囊规定安全的现场压力
这是由位于圣地亚哥的通用原子公司的目标制造团队完成的，与LLNL的目标制造团队以及上述物理团队密切合作
克劳迪娅·舒尔德伯格和她的团队领导着通用电气的工作，而比尔·赛德和凯利·杨布拉德领导着LLNL的目标制造工程
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
