劳伦斯·利弗莫尔国家实验室
改变扰动大小(a)和模式数(b)的胶囊的热点密度和(重叠的)磁场分布
对于给定的模式数，较大的振幅扰动会产生更多的磁通量
对于给定的振幅，较高的模数产生更多的通量
信用:劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员现在对世界上能量最高的激光器——国家点火设施(NIF)的惯性约束聚变内爆中的磁场有多强有了更好的了解
研究人员在《等离子体物理学》上发表的一篇论文中描述了他们的发现，LLNL科学家克里斯·沃什是主要作者，丹·克拉克是合著者
论文中的主要发现表明，对于更热的内爆、具有更大不对称性的内爆和具有短波长不对称性的内爆，研究人员可以预期更大的场强
沃尔什解释说，ICF实验中磁场产生的过程——所谓的比尔曼电池效应——与整个宇宙中磁场的种子产生过程是一样的
沃尔什说:“这些种子磁场然后被发电机效应放大，给我们提供了我们今天在宇宙中观察到的磁场强度。”
“我们的NIF内爆(10，000吨)的预期磁场强度比地球表面的磁场大2亿倍
" 这些磁场也比太阳磁场强度大1亿倍
这些场强足够大，可以改变等离子体中电子的路径，从而改变热量的传输方式
本文表明，在热点内将存在短波长磁场环，这可能会改变内爆的性能
当温度和密度梯度最大时，热点被停滞期间产生的场支配
推导了热点磁通量的标度，并与仿真结果进行了比较
这表明具有较大振幅和较高模数的扰动会产生更多的磁通量
论文中描述的模型允许更好地理解哪些目标设计易受磁流体力学效应的影响
该模型可用于确定产生大部分磁通量的时间
如果发电更倾向于早期，那么将会出现更多的高模式磁场回路
在峰值中子产生时没有高模扰动的热点在这些尺度上仍然可以包含显著的磁通量
通过假设磁通量随热流传输，该模型可用于后处理辐射流体力学数据，以估计磁场强度和磁化强度
沃尔什说:“磁场存在于我们的NIF实验中，但我们通常不会在设计或解释内爆时考虑到它们。”
“磁场有望改变燃料冷却的方式，这是实现重大聚变反应的关键过程
磁场也会增加扰动的增长
" 磁场产生机制就像电池的工作原理一样，是由路德维希·比尔曼发现的
在ICF内爆的情况下，我们产生的巨大压力梯度充当电势，像电池一样驱动电流
这项工作是在利弗莫尔的石英计算系统上进行的
“多年来，我们已经知道ICF内爆会受到自生磁场的影响，但量化这种影响并在建模中预测它一直非常具有挑战性，”克拉克说，他作为ICF计划胶囊建模工作组的负责人监督了这项工作
“多年来，从他在伦敦帝国理工学院做研究生和博士后的时候起，克里斯就一直在ICF中开辟模拟这些效应的道路，现在他在实验室继续这样做
" 克拉克说，让沃尔什直接与我们合作对实验室来说是一笔巨大的财富
克拉克说:“随着最新的内爆实验已经达到了创纪录热点温度的点火门槛，自生场可能会变得比过去的实验更加重要。”
“像克里斯的新模型一样，有一种方法可以快速有效地评估特定内爆中自生场的大小，这对该计划非常有价值
"
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