1D modeli, NIF’deki patlama performansını netleştirmeye yardımcı olur
Bu görüntüler, eylemsizlik hapsi füzyon araştırmasında kullanılan çeşitli lazer profillerini gösterir ve VISAR tabanlı şok hızı ölçümü ve temsili çizgili veriler için deneysel kurulum sağlar. Kredi: Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı
Ulusal Ateşleme Tesisi’ndeki (NIF) eylemsizlik hapsi füzyon (ICF) deneylerinde, füzyon, kendi kendine ısınma ve nihayetinde ateşleme için gereken koşullara ulaşmak amacıyla küresel bir döteryum-trityum yakıt kabuğu patladı. Teori ve simülasyonlar, tek boyutlu (1D) ateşleme etkinliğinin, artan iç içe geçmiş yakıt yakınsama oranıyla geliştiğini gösterdiğinden, ölçülebilir veya çıkarılabilir tüm 1D parametrelerindeki ölçekle değişmeyen yakıt yakınsamasının hassasiyetini anlamak yararlıdır.
Öne çıkan bir makalede Plazma FiziğiAraştırmacılar, çeşitli ilgili patlama tasarımlarını kapsayan 1 Boyutlu patlama simülasyonlarıyla kıyaslanan bir sıkıştırma ölçeklendirme modeli geliştirdiler. Bu model, üç ablatör için mevcut tüm dolaylı tahrikli katmanlı iç patlama verilerindeki sıkıştırılabilirlik eğilimlerini karşılaştırmak için kullanılır.
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndan (LLNL) Otto “Nino” Landen, “NIF’de plastik polimer ve berilyum kabukları kullanan çeşitli dolaylı tahrikli patlama tasarımlarının en iyi sıkıştırma seviyesi, basit bir fizik modelinin beklentilerini takip ediyor” dedi. baş yazar olarak görev yaptı. “Bu, sıcak elektron ön ısıtması gibi önceden varsayılmış bazı etkileri dışlamamıza izin verdi.”
Şimdiye kadar lazer sürücü koşullarından bağımsız olarak oldukça sabit bir düşük sıkıştırma seviyesi sergileyen yüksek yoğunluklu karbon kabukları önemli bir istisnadır, dedi.
Landen, “Ateşlemeyi başarmak, temelde kapsüle bağlı daha fazla enerji ile daha verimli hohlraumlar veya daha büyük bir lazer gerektiren ve kapsül sıkıştırma seviyesini iyileştirme arasında bir değiş tokuş olarak kabul ediliyor” dedi. “Dolayısıyla, lazer ve kapsül parametrelerini değiştirdikçe, NIF iç patlama veritabanının şimdiye kadar bize sıkıştırma eğilimleri hakkında söylediklerini anlamak, daha yüksek bir lazer enerjisi talebine başvurmadan sıkıştırmayı iyileştirmek için daha fazla araştırmayı motive etmek için ilk adım olarak önemli görünüyordu.”
Bu trend çalışması, doğrudan tahrikli ICF veri tabanına da uygulanabilecek sağlam ateşleme arayışında ICF iç patlama performansının anlaşılmasının ve optimize edilmesinin bir parçasıdır.
Çalışma, önce çeşitli lazer ve kapsül parametrelerinin bir fonksiyonu olarak 1D simülasyonları ile karşılaştırılarak kapsül sıkıştırma seviyesi için basit bir analitik model doğrulanarak gerçekleştirildi.
Araştırmacılar daha sonra sıkıştırma modeli ölçeklendirmesini, mevcut optik, X-ışını ve nükleer verilerin bir kombinasyonunu kullanarak bugüne kadar çekilmiş tüm NIF kriyojenik patlamalarla karşılaştırdılar, yani esasen fizik temelli bir deneysel yaklaşım. Bu aynı zamanda, NIF VISAR sistemi tarafından ölçüldüğü üzere, patlamanın beklenen sıkıştırılabilirliğini hohlraumda uygulanan X-ışını tahrikli basınç profiliyle ilişkilendirmek için yaklaşık analitik modellerin geliştirilmesini gerektirdi.
Landen, yüksek yoğunluklu karbon kabukları şu anda bu makalede sunulan azaltılmış sıkıştırma eğilimlerine rağmen en iyi nötron verimini verdiğinden, araştırmacıların, kabuk ile DT arasında karışmaya yol açan hidrodinamik dengesizlikler gibi fizik tabanlı hipotezleri test etmeye daha fazla odaklandıklarını söyledi yüksek yoğunluklu karbon kabuk patlamalarında sıkıştırmayı iyileştirmek için henüz denenmemiş şemalar.
Çalışma, eylemsizlik hapsi füzyon patlamalarında 3 boyutlu asimetrinin nedenini ortaya koyuyor