作者:迈克尔·帕迪拉，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 研究人员展示了激光加热添加剂制造泡沫的新实验数据
四种不同类型的印刷泡沫样品在木星激光设备上用一束527纳米的激光束加热
这张图片描述了使用前向和后向未吸收和散射光进行的一个实验
荣誉: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)的科学家最近公布了在实验室的木星激光设施为期三周的实验活动的结果，以测试激光加热添加剂制造的泡沫的性能
该项目有助于支持实验室的两个主要重点领域，包括帮助推进添加剂制造和改善腔室的性能——腔室是激光加热的腔体，产生x光辐射驱动，使充满氘的胶囊内爆
这项工作也支持了高能量密度科学的发展
特别是，通过实现更有效的加热腔，它将有助于实现惯性约束聚变(ICF)计划的目标，即在实验室实现点火
奥吉·琼斯是这项发表在《等离子体物理学》上的研究的主要作者，他说，据研究小组所知，这是首次在激光加热的结构化添加剂制造的泡沫上进行实验
研究中的主要发现表明，激光加热添加剂制造的泡沫在许多方面表现类似于密度相似的化学(气凝胶)泡沫
对于给定的激光强度，反向散射的激光量和热波通过等离子体的传播速度是相似的
琼斯说:“即使添加剂制造的泡沫的丝状结构比同等密度的化学泡沫厚100倍，这也是事实。”
“添加剂制造的泡沫本身也被发现表现相当独立于规模大小
" 该小组测试了几何形状相似的添加剂制造的泡沫，其中一种泡沫的密度为0
5微米厚的细丝和1根10微米厚的细丝
反向散射和x光图像特征几乎无法区分
研究小组发现，公布的泡沫分析模型通常能够解释实验中测量的热传播速度和温度
琼斯解释说，在真空中使用泡沫材料为惯性约束聚变的间接驱动开辟了新的设计可能性
特别是，泡沫可以放在腔室内来衬壁
“如果仔细选择泡沫的密度，就有可能改变腔壁材料随时间膨胀的方式，从而潜在地改善ICF胶囊上辐射驱动的对称性，”他说
此外，掺杂有各种元素的极低密度泡沫可用于调整加热室内的等离子体条件，并潜在地减轻激光等离子体相互作用(激光反向散射)
添加剂制造的泡沫允许对等离子体条件进行最好的控制
密度和掺杂剂梯度可以被构建到泡沫中
因为这些泡沫在腔内，所以它们被激光加热的方式是理解它们对腔性能的整体影响的关键
实验使用了一束527纳米(绿色)的激光束
激光脉冲为200焦耳，持续时间约为两纳秒，并在泡沫靶上产生3×1014瓦/平方厘米的峰值激光强度
在一周的波束时间内，该团队射击了大约20个不同的泡沫目标
伊莱贾·坎普是该项目的首席实验学家，合著者包括史蒂夫·兰格、本杰明·温朱姆、迪克·伯杰、詹姆斯·奥克戴尔、米哈伊尔·贝尔亚耶夫、于尔根·比耶纳、莫妮卡·比耶纳、德里克·马里斯卡尔、何塞·米洛维奇、迈克尔·斯塔德曼、菲尔·斯特恩和斯科特·威尔克斯
关于这项研究的第二篇论文，集中于这些实验的数值模拟，也已经被等离子体物理和受控聚变接受出版
作者包括何塞·米洛维奇、奥格登·琼斯、迪克·伯杰、伊莱贾·肯普、詹姆斯·奥克戴尔、于尔根·比纳、迈克·贝尔亚耶夫、德里克·马里斯卡尔、史蒂夫·兰格、菲尔·斯特恩、斯科特·塞皮克和迈克尔·斯塔德曼
新型泡沫靶是由斯塔德曼、于尔根·比纳和奥克戴尔领导的小组在LLNL生产的
这项工作是由LLNL的武器和复杂集成实验室指导研究和发展(LDRD)项目资助的，该项目名为“Hohlraums泡沫”
" 这项研究导致了一个后续的LDRD项目，名为“泡沫填充LPI抑制”
“在这个项目中，研究人员将探索特定的低密度泡沫填充结构，这种结构可以减少离子传导室空腔中的反向散射
琼斯说:“如果成功的话，这项研究可以使真空腔在填充密度下工作，而这种填充密度不适用于简单的氦气填充。”
“这将打开设计空间的一个区域，这个区域以前由于过多的激光反向散射而关闭
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