预加热效果对磁化套筒惯性聚变放能影响的模拟研究

摘要：

得益于预加热和轴向磁场的作用,理论上磁化套筒惯性聚变(MagLIF)构型能有效降低聚变实现的难度,具有极大的应用潜力.然而,当前研究过于重视对激光能量沉积效率的提升,而忽略了预加热自身参数对MagLIF过程和内爆结果的影响.为此,采用一维集成化数值模拟程序MIST,开展了 MagLIF过程中预加热效果对聚变放能影响的模拟研究,基于参数扫描方法,从简单的模型着手,逐步深入探讨相关参数对内爆结果的影响.模拟结果表明:预加热是MagLIF构型能够成功的必要条件,最佳时间是套筒即将开始向内压缩燃料的时刻;燃料预加热的设计原则是让燃料获得尽可能平缓分布的高温,而中心局部加热方式对于未能达到点火条件的负载更有优势;激光预加热模式下,脉宽越短越好,对于以ZR装置驱动能力为目标的算例而言,最佳套筒高度为1.0 cm.研究结果有助于加深对MagLIF过程中预加热机制和效果的认知和理解,对于具体的负载参数设计也有较强的指导意义.

关键词：磁化套筒惯性聚变;预加热;MIST;内爆

所属期刊栏目：35

分类号：O539(等离子体物理学)

资助基金：国家自然科学基金11205145,21805262,12075226

在线出版日期：2021-08-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：66-77