作者:劳伦斯·利弗莫尔国家实验室迈克尔·帕迪拉
信用:Pixabay/CC0公共领域
劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)进行的研究正在国家点火设施(NIF)的实验中更仔细地观察熵——单位温度内能的量度，它不能用于做有用的工作
LLNL物理学家Peter Amendt的工作作为《等离子体物理学》的编辑精选进行了重点介绍，表明在NIF的内爆实验中，氢燃料与高密度碳胶囊材料的原子混合所增加的熵增加(或无序或随机性的度量)可能会导致比主线计算工具模拟的更少的燃料压缩
任何压缩的不足都有可能影响在NIF展示高热核能量增益(> 5)的途径
Amendt说，热核燃料和碳烧蚀材料之间向纯混合状态的转变可能会导致原子种类混合产生熵
“这种熵的增加限制了内能的数量，内能可以转化为有用的机械能来压缩燃料，”他说
“这种从非均质、非混合的双组分流过渡到完全混合流体状态的过程目前不包括在主线模拟工具中
" 事实上，子网格混合模型广泛用于当前的模拟工具中，以模拟流体动力学不稳定材料界面上的强制混合对惯性约束聚变(ICF)性能的影响
然而，通常不包括在混合转变发生之前和之后从两种状态的转变中混合产生的熵
Amendt解释了这项工作，他设想了两个不同温度下相同气体的容器，它们被一个可以混合的可移动隔板隔开
“最终混合态和初始未混合态之间的熵变化取决于初始温度的比值，”他说
“现在，考虑一个静止但导热的隔板
最终，两个容器将平衡到与混合方案中相同的最终温度
" 在后一种情况下，熵是通过膜传导产生的，没有任何粒子交换
通过传导产生的熵在主线模拟工具中得到很好的模拟，但是以前混合产生的温度平衡过程会进一步增加ICF内爆中不需要的熵产生的程度
Amendt说，这项工作可能有助于了解如何在主线设计代码中常规地纳入混合熵
他说:“这种能力可能确立了熵产生的作用，熵产生来自实验推断的退化燃料压缩的混合。”
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