内爆辐射驱动不对称性与壳层内表面震荡现象的模拟研究

发布时间：2022-10-09 21:37

　　激光间接驱动惯性约束聚变利用黑腔产生的X射线辐射源,驱动聚变靶丸内爆压缩氘（D）氚（T）燃料,实现中心点火。由于驱动激光器造价高昂,必须通过高温辐射源的烧蚀压和球形聚心收缩内爆,提高点火热斑的压力,以节省实现点火的驱动能量。但目前激光惯性约束聚变领域面临着内爆辐射驱动不对称和流体力学不稳定性两个科学问题的严重挑战。所以这两个问题的研究对于实现间接驱动惯性约束聚变的点火具有重要的物理意义和应用价值。本文采用二维辐射流体力学程序,通过数值模拟研究的方法研究了激光驱动柱形黑腔中辐射源的不对称性与靶丸的耦合规律,以及对靶丸内爆性能的影响;另外还研究了内爆壳层的内表面上扰动的振荡现象,分析其物理机制。该现象是内爆壳层上“气泡对气泡”结构的形成原因之一,而该结构导致内爆壳层局部变薄,发生破裂从而点火失败的风险大为提高。首先,我们采用数值模拟的方法研究了激光驱动柱形黑腔中硬X射线（金M带辐射）的P2不对称性对点火靶丸内爆性能的影响,获得如下结果:（1）首次获得了柱形黑腔中金M带辐射流的不对称性影响ICF靶丸内爆不对称性的物理机制和规律的认识:金M带辐射流的预热效果加强了黑腔中占绝大份额的中低频X射线... 

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摘要
Abstract
第一章 激光惯性约束聚变简介
    1.1 惯性约束聚变
    1.2 激光惯性约束聚变
    1.3 目前ICF研究遇到的主要科学技术挑战
    1.4 点火黑腔驱动不对称性问题研究现状
    1.5 点火内爆流体不稳定性研究现状
    1.6 本文研究目的与内容
第二章 金M带P2不对称性对点火靶性能的影响
    2.1 引言
    2.2 数值模拟研究方法
    2.3 金M带P2不对称性对点火靶丸内爆性能的影响
    2.4 热斑点火失效机制
    2.5 讨论和结论
第三章 烧蚀层中高Z掺杂物对金M带辐射流P2不对称性匀滑作用
    3.1 引言
    3.2 掺Ge点火靶和掺Si点火靶
    3.3 金M带辐射流不对称对掺杂靶二维内爆性能的影响
    3.4 中高Z杂质的匀滑效果
    3.5 讨论与结论
第四章 辐射驱动不对称性模式耦合研究
    4.1 引言
    4.2 工作模型与研究方法
    4.3 流体不稳定性增长因素的考察
    4.4 吸收再发射对驱动不对称性的影响
        4.4.1 真空辐射场数值解的收敛性考核
        4.4.2 吸收再发射对辐射场P4不对称性的影响
        4.4.3 吸收再发射与流体耦合对辐射场不对称性的影响
    4.5 讨论与结论
第五章 加速球壳内表面振荡现象初步研究
    5.1 引言
    5.2 美国NIC第五版点火靶内表面的振荡
    5.3 振荡机制的初步探索
    5.4 讨论
第六章 结论及展望
    6.1 论文的主要内容与结论
    6.2 本论文创新点
    6.3 未来工作展望
参考文献
致谢
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简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]A new ignition hohlraum design for indirect-drive inertial confinement fusion[J]. 李欣,吴畅书,戴振生,郑无敌,谷建法,古培俊,邹士阳,刘杰,朱少平.  Chinese Physics B. 2016(08)
[2]激光间接驱动惯性约束聚变二维总体程序——LARED集成程序[J]. 宋鹏,翟传磊,李双贵,勇珩,齐进,杭旭登,杨容,成娟,曾清红,胡晓燕,王帅,施意,郑无敌,古培俊,邹士阳,李欣,赵益清,张桦森,张爱清,安恒斌,李敬宏,裴文兵,朱少平.  强激光与粒子束. 2015(03)
[3]半腔靶M带X射线角分布测量与模拟[J]. 周近宇,黄天晅,蒙林,蒋炜.  物理学报. 2010(03)

博士论文
[1]收缩几何非线性流体力学不稳定性薄壳理论[D]. 赵凯歌.中国工程物理研究院 2019
[2]预热烧蚀瑞利—泰勒不稳定性射流状尖钉形成机制[D]. 王立锋.中国矿业大学（北京） 2011



本文编号：3689397