黑腔辐射谱分布与靶丸掺杂材料的匹配关系研究
批准号:
11805187
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
李丽灵
依托单位:
学科分类:
惯性约束等离子体
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
黎航、林雉伟、景龙飞
中文摘要
在间接驱动惯性约束聚变中,激光与黑腔壁相互作用,产生X射线辐射源烧蚀靶丸,驱动内爆。辐射源中的M带X射线(2-5keV)能在冲击波到达之前将燃料层预热,从而降低靶丸的可压缩性。本项目拟通过模拟研究,在金(Au)表面镀一层高Z材料,降低Au-M带份额,改善辐射源谱分布。选取合适的高Z材料X,使其M带峰值位置与掺杂材料硅(Si)的吸收边(1.8keV)接近,实现掺杂材料Si对此高Z材料M带X射线的有效吸收。通过开展辐射烧蚀实验,实现靶丸的低预热,给出辐射源谱分布与掺杂材料的匹配关系。结合黑腔和掺杂材料来综合考虑,为预热问题的研究提供了新的思路。有望建立评估黑腔和靶丸掺杂材料优劣的方法,为靶设计提供重要参考和依据。
英文摘要
In indirect-drive inertial confinement fusion (ICF), laser light is absorbed by the interior gold walls of the hohlraum and converted to x-ray source which implodes the capsule. The M-band x-rays(2-5keV) can preheat the fuel before the arrival of the shock wave. By study of simulation, high Z-coated Au hohlraum can reduce the Au M-band fraction and improve the radiation spectrum. We plan to find high Z material whose position of M band is closed to the absorption edge of Si dopant(1.8KeV).So Si dopant can significantly suppress the transport of the high Z material's M-band X-ray. We plan to do experiment and achieve low preheating of target and study matching relation between the radiation spectrum and dopant. Combination of hohlraum and dopant provides a new method for studying preheat effect. It can provide guidance for hohlraum design and target design.
本项目分析了不同温度密度条件下Si和W的不透明度,结果表明,当Si处于高温低密状态时,Si的不透明度在~2keV-2.3keV急剧下降。而处于高温低密状态的W,在~2keV,~2.3keV,~2.5keV处存在吸收峰,且半高宽达到200eV,使得W能够有效吸收Au-M带X射线。通过一维辐射流体程序研究了Si和W在烧蚀层中不同埋层深度对Au-M带X射线的吸收作用,结果表明Si埋层位置越深越有利于抑制M带X射线的传输,而W在不同位置对M带X射线的吸收作用相近。这一结果验证了W在高温低密状态下对Au-M带X射线的有效吸收。在HDC埋Si/W的辐射烧蚀实验,我们获得了同样的结果。由此,我们基于100kJ的激光装置上获得的辐射源,开展了HDC掺W的优化设计研究。利用辐射流体程序Multi1D,通过降低掺杂份额,增加掺杂厚度,实现了HDC掺W靶丸的高中子产额、低掺杂份额和低掺杂量。此研究成果对于未来烧蚀层的优化设计奠定了基础。
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Optimization of tungsten-doped high density carbon target in inertial confinement fusion
惯性约束聚变掺钨高密度碳靶的优化
DOI:
10.1088/1741-4326/ac2871
发表时间:
2021-12-01
期刊:
NUCLEAR FUSION
影响因子:
3.3
作者:
[Li, Liling, Zhang, Wenhai, Zhang, Baohan]
通讯作者:
Zhang, Baohan
DOI:
10.1063/5.0022716
发表时间:
2021-02
期刊:
AIP Advances
影响因子:
1.6
作者:
[Liling Li;Shaoen Jiang;Hang Li;Jianhua Zheng;L. Jing;Lu Zhang;Zhiwei Lin;L. Kuang;Dong Yang;Feng Wang;Hai-En He;Jiamin Yang;Bao-han Zhang]
通讯作者:
Liling Li;Shaoen Jiang;Hang Li;Jianhua Zheng;L. Jing;Lu Zhang;Zhiwei Lin;L. Kuang;Dong Yang;Feng Wang;Hai-En He;Jiamin Yang;Bao-han Zhang
An improved view-factor method including plasma filling for angular distribution of radiation temperature from a laser-driven hohlraum
一种改进的视角系数方法,包括用于激光驱动黑腔辐射温度角分布的等离子体填充
DOI:
10.1088/2058-6272/ab9a25
发表时间:
2020
期刊:
PLASMA SCIENCE & TECHNOLOGY
影响因子:
1.7
作者:
[Jing Longfei, Jiang Shaoen, Kuang Longyu, Zhang Lu, Zheng Jianhua, Li Liling, Lin Zhiwei, Li Hang, Huang Tianxuan, Huang Yunbao]
通讯作者:
Huang Yunbao
DOI:
10.1088/1741-4326/ac04f5
发表时间:
2021-05
期刊:
Nuclear Fusion
影响因子:
3.3
作者:
[Jinhua Zheng;L. Kuang;Shaoen Jiang;Lu Zhang;Hang Li;Feng Wang]
通讯作者:
Jinhua Zheng;L. Kuang;Shaoen Jiang;Lu Zhang;Hang Li;Feng Wang
中高Z材料抑制高密度碳烧蚀层预热的物理机制与调控研究
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批准号:12575254
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项目类别:面上项目
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资助金额:52.00万元
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批准年份:2025
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负责人:李丽灵
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依托单位:
国内基金
海外基金