惯性约束聚变靶用空心玻璃微球纵横比的调控
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激光惯性约束聚变(ICF)聚苯乙烯(PS)靶材料研究进展
ｉｓｌ ｗ ｅ ｓｔ ｎ ｔ ｍｉ ｕ ｔ ｏ ｄ ｎ ｉ ａ ｄ ａ ｏ ｃ ｎ ｍｂ ｒ ｔ ａ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｅｉ ｓ ａ ｉ ｔ ｆｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｆ ｅ ｎ ｙ ｒ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｎ ｔ ｅ ｃ ｕ ｓ ｆ ｙ ｅ ．Ｉ ｎ ｄ ｃ ｅ ｓ ｈ ｎ ｔ ｂ ｌ ｙ ｏ ｒ ｈ ａ ｅ ｕ ｌ ｄ ｈ ｄ ｏ ｃ ａ ｉｓ ｉ ｈ ｏ ｒ ｅｏ ｃ ｉ ａ ｒ ｄ ａ ｔｄ ｉｅ ｉ ｌ ｓｏ ａ ｉ ｎ ｒｖ ｍｐ ｏ ｉｎ，ｉ ｃ ｅ ｓ ｈ ｆｉ ｉｎ ｙ，ａ ｄ ｉ ｉ ｖ ｉ ｂ ｅ ｔ ｉｇ ｏ ｅ ｉ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｏ ，Ｐ ａ ｇ ｔｉ ｍ ｕ ｈ ａ — ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｅｅ ｆｃｅ ｃ ｎ ａ ａ ｌ ｌ ｏ ｄ ａ ｎ ｓ ｅ ｐ ｒ ｎ ．Ｓ ｔｓ ａ ｎ ｍ Ｓ ｔｒ ｅ ｃ ｃ ｓ ｃ ｕ ｔｄ ａ ｅ ｅ ｏ ｓ ｒ ｐ ｄ ｙ ｏ ｎ ｅ ｎ ｄ ｖ ｌ ｐ ａ ｉ ｌ ．Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒｒ ｖ ｅ ｏ ｓ ｉ ａ ｖ ｒ ｅ ｓ Ｐ ａ ｇ ｔｍａ ｅ ｉｌｉ ＣＦ． ｄ ｉ ａ ｅ ｅ ｉｗｓ ｄ ｍｅ ｔ ｎ ｏ ｅ ｓ ａ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｔ ｒａ ｎ Ｉ ｃ ｄ
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２６ ・ ２
材料 导报
２０ ０ ６年 ５月 第 ２ Ｏ卷专辑 Ⅵ
激 光 惯 性 约束 聚 变 （Ｃ 聚苯 乙烯 （ Ｓ 靶 材料 研 究进 展 Ｉ Ｆ） Ｐ ）
丁建旭 ， 廖其龙 ， 杨定明
（ 西南科技大学材料科学 与工程学院 ， 阳 ６ １ １ ） 绵 ２ ０ ０ 摘要 在 Ｉ Ｆ靶 丸研究 中， Ｓ空心微球是 主要 的靶 型之 一 ， Ｃ Ｐ 由于 Ｐ 靶 具有低 密度 、 原子序数 ， Ｓ 低 可以降低辐射
化学气相沉积-氧化烧结法制备惯性约束聚变靶用空心玻璃微球
的不 断发展 ， 对 大直 径 （ ｍｍ 级 ） 玻 璃微 球 的需求 也 会 日益 迫 切 。 因此 ， 开展 Ｃ ＶＤ － 氧 化烧 结 法 制备 ＨＧ Ｍ 的研
究 工作 可 以为 制备 Ｉ Ｃ Ｆ物 理实验 所需 的壁 厚 均匀 可控 、 直径 可 调 的大 直径 空 心玻 璃 微球 提 供 必要 的理论 和 实
空 心玻 璃微 球技 术进 行 了初 步探 索 。
１ 实 验
１ ． １ 空心 玻璃 微球 制 备工艺 如 图 １所示 ， 基 于 降解芯 轴技 术制 备 ＨＧＭ 工 艺 流 程 ， 第 一步 ， 以 Ｐ ＡＭＳ为 芯轴 ， 在其 表 面 沉 积掺 硅 的辉
光 放 电聚合 物 （ Ｓ ｉ — ＧＤ Ｐ ） 涂层 ， 从而 形成 了 Ｐ ＡＭｓ ／ Ｓ ｉ — Ｇ ＤＰ微 球 ； 第二 步 ， Ｐ ＡＭＳ ／ Ｓ ｉ — ＧＤ Ｐ微 球在 大 约 ３ ０ ０。 Ｃ温 度 环境 下 ， 在惰 性气 体保 护下 （ 例 如氮 气 ） 降解 去 除 Ｐ ＡＭＳ芯 轴 ， 得到 Ｓ ｉ — Ｇ ＤＰ微 球 ； 第三步 ， 在 氧化 气 氛 中将
中 图分 类 号 ： ０４ ８ ４ 文 献 标 志码 ： Ａ ｄ ｏ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ５ ２ ７ ． ０ ６ ２ ０ ０ ８
空心玻 璃 微球 （ ＨＧＭ） 因耐 压强度 高 、 球对 称性 好 、 表面 粗糙 度低 、 对氘 ／ 氚 燃料气 体 渗透率 适 中等特 点 ， 是 激 光惯 性 约束 聚变 （ Ｉ Ｃ Ｆ ） 物 理实 验研 究 中应用 比较 广泛 的一 种 聚变燃 料容 器口 。自２ ０世纪 ９ ｏ年代 以来 ， 陆续 开 发 出新 的 ＨＧ Ｍ 制备 方法 ， 如 液滴法 、 干凝胶 法 引、 溅 射法 Ⅲ和 化学气 相沉 积 （ Ｃ ＶＤ） 一 氧化 烧 结法 Ⅲ ５ 等 。然 而， 液 滴法 制备 的微 球直 径小 、 壁 较薄 ， 干凝 胶法 制 备 的微球 直 径稍 大 、 壁 较厚 ， 溅 射 法 主要 用 于 制备 烧 热 层 或 阻气层 ， 而Ｃ ＶＤ － 氧 化烧 结法则 将 空心 玻璃 微球 产 品直径 和壁 厚范 围扩 大 ， 所 制备 的空 心玻 璃微 球 是所 有 制 备
究 工作 可 以为 制备 Ｉ Ｃ Ｆ物 理实验 所需 的壁 厚 均匀 可控 、 直径 可 调 的大 直径 空 心玻 璃 微球 提 供 必要 的理论 和 实
空 心玻 璃微 球技 术进 行 了初 步探 索 。
１ 实 验
１ ． １ 空心 玻璃 微球 制 备工艺 如 图 １所示 ， 基 于 降解芯 轴技 术制 备 ＨＧＭ 工 艺 流 程 ， 第 一步 ， 以 Ｐ ＡＭＳ为 芯轴 ， 在其 表 面 沉 积掺 硅 的辉
光 放 电聚合 物 （ Ｓ ｉ — ＧＤ Ｐ ） 涂层 ， 从而 形成 了 Ｐ ＡＭｓ ／ Ｓ ｉ — Ｇ ＤＰ微 球 ； 第二 步 ， Ｐ ＡＭＳ ／ Ｓ ｉ — ＧＤ Ｐ微 球在 大 约 ３ ０ ０。 Ｃ温 度 环境 下 ， 在惰 性气 体保 护下 （ 例 如氮 气 ） 降解 去 除 Ｐ ＡＭＳ芯 轴 ， 得到 Ｓ ｉ — Ｇ ＤＰ微 球 ； 第三步 ， 在 氧化 气 氛 中将
中 图分 类 号 ： ０４ ８ ４ 文 献 标 志码 ： Ａ ｄ ｏ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ５ ２ ７ ． ０ ６ ２ ０ ０ ８
空心玻 璃 微球 （ ＨＧＭ） 因耐 压强度 高 、 球对 称性 好 、 表面 粗糙 度低 、 对氘 ／ 氚 燃料气 体 渗透率 适 中等特 点 ， 是 激 光惯 性 约束 聚变 （ Ｉ Ｃ Ｆ ） 物 理实 验研 究 中应用 比较 广泛 的一 种 聚变燃 料容 器口 。自２ ０世纪 ９ ｏ年代 以来 ， 陆续 开 发 出新 的 ＨＧ Ｍ 制备 方法 ， 如 液滴法 、 干凝胶 法 引、 溅 射法 Ⅲ和 化学气 相沉 积 （ Ｃ ＶＤ） 一 氧化 烧 结法 Ⅲ ５ 等 。然 而， 液 滴法 制备 的微 球直 径小 、 壁 较薄 ， 干凝 胶法 制 备 的微球 直 径稍 大 、 壁 较厚 ， 溅 射 法 主要 用 于 制备 烧 热 层 或 阻气层 ， 而Ｃ ＶＤ － 氧 化烧 结法则 将 空心 玻璃 微球 产 品直径 和壁 厚范 围扩 大 ， 所 制备 的空 心玻 璃微 球 是所 有 制 备
激光惯性约束聚变(ICF)玻璃靶丸研究及进展
Ⅱ” 现场 后 ， 内气 压应满 足一定 的理 论设计 要求［ ， 些要求 球 ４这 ］
努力， 制备了许多种实用的 ＩＦ Ｃ 靶丸。我 国在 ＩＦ靶丸制备技 Ｃ 术上也取得了很大的进展， 成功地制备出了符合 ＩＦ实验要求 Ｃ
中圈分类号 ： Ｌ ３ ． １ Ｔ Nhomakorabea ９ １
文献标 识码 ： Ａ
Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｔ ｄ ｎ Ｇｌｓ ｒ ｅ ｎ Ｉ ｅ ｔａ ｎ ｉ ｅ ｅ ｔＦ ｓｏ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｓ ｕ ｙ ｏ ａ ｓＴａ ｇ ｔｉ ｎ ｒ ｉ ｌ Ｃｏ ｆｎ ｍ ｎ ｕ ｉｎ Ｚ ＨＡＮＧ ｉｎ ｕ ，Ｌ Ｚ ｏ ｇ ｕ ｎ ， ＡＮＧ Ｇｕ ｎ ａ ， ＮＧ ｉｎ ｕ Ｊａ ｈ ａ Ｕ ｈ ｎ ｙ ａ Ｗ ａ ｃ ｉ ＤＩ Ｊａ ｘ
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ
Ｉ ＣＦ，ｍａ ｎ ｔ ａｓ ，ｆｒｏ ｇ ｅｉ，ｌ ｕｄｄ ｏ ｌｔｍｅｈ ｄ ｇ ｅ ｉ ｇ ｌｓ ｅ ｒｍ ｎ ｔ ｃ ａ ｃ ｉ ｉ ｒ ｐｅ ｔｏ ｑ
在激光惯性约束 聚变 （ ｅ ｉ ｏｆ ｅ ｎ ｕｉ 。 Ｆ 研 Ｉ ｒａ Ｃ ｎｉ ｍｅｔ ｓ ｎ Ｉ ） ｎ ｔｌ ｎ Ｆ ｏ Ｃ
（ Ｄｅ ａｔ ｎ ｆＭ ａｅｉｌ ｃｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅ ｉｇ，Ｓ ｕ ｈ ｓ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｉｎ ａ ｇ ６ １ １ １ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔｒ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ａＳ ｏ ｔ ｗｅ ｔＵｎｖ ｒｉｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ Ｍ ａ ｙ ｎ ２ ０ ０； ２ Ｄ ｐ ｒｍ ｅ ｔｏ ｈ ｓｃ ，Ｓ ａ ｎ ｉ ｉｅｓｔ ｆＴｅ ｈ ｎ ｌｙ ｅ ａ ｔ ｎ ｆＰ ｙ ｉｓ ｈ ａ ｘ ｖ ｒｉｙｏ ｃ ｅ ｏｇ ，Ｈａ ｚ ｏ ｇ ７ ３ ０ ） Ｕｎ ｎ ｈ ｎ ２ ０ ３
努力， 制备了许多种实用的 ＩＦ Ｃ 靶丸。我 国在 ＩＦ靶丸制备技 Ｃ 术上也取得了很大的进展， 成功地制备出了符合 ＩＦ实验要求 Ｃ
中圈分类号 ： Ｌ ３ ． １ Ｔ Nhomakorabea ９ １
文献标 识码 ： Ａ
Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｔ ｄ ｎ Ｇｌｓ ｒ ｅ ｎ Ｉ ｅ ｔａ ｎ ｉ ｅ ｅ ｔＦ ｓｏ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｓ ｕ ｙ ｏ ａ ｓＴａ ｇ ｔｉ ｎ ｒ ｉ ｌ Ｃｏ ｆｎ ｍ ｎ ｕ ｉｎ Ｚ ＨＡＮＧ ｉｎ ｕ ，Ｌ Ｚ ｏ ｇ ｕ ｎ ， ＡＮＧ Ｇｕ ｎ ａ ， ＮＧ ｉｎ ｕ Ｊａ ｈ ａ Ｕ ｈ ｎ ｙ ａ Ｗ ａ ｃ ｉ ＤＩ Ｊａ ｘ
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在激光惯性约束 聚变 （ ｅ ｉ ｏｆ ｅ ｎ ｕｉ 。 Ｆ 研 Ｉ ｒａ Ｃ ｎｉ ｍｅｔ ｓ ｎ Ｉ ） ｎ ｔｌ ｎ Ｆ ｏ Ｃ
（ Ｄｅ ａｔ ｎ ｆＭ ａｅｉｌ ｃｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅ ｉｇ，Ｓ ｕ ｈ ｓ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｉｎ ａ ｇ ６ １ １ １ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔｒ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ａＳ ｏ ｔ ｗｅ ｔＵｎｖ ｒｉｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ Ｍ ａ ｙ ｎ ２ ０ ０； ２ Ｄ ｐ ｒｍ ｅ ｔｏ ｈ ｓｃ ，Ｓ ａ ｎ ｉ ｉｅｓｔ ｆＴｅ ｈ ｎ ｌｙ ｅ ａ ｔ ｎ ｆＰ ｙ ｉｓ ｈ ａ ｘ ｖ ｒｉｙｏ ｃ ｅ ｏｇ ，Ｈａ ｚ ｏ ｇ ７ ３ ０ ） Ｕｎ ｎ ｈ ｎ ２ ０ ３
中国“神光”计划——惯性约束核聚变激光驱动装置(图)来自网络
“神光”计划——惯性约束核聚变激光驱动装置工程总投资：—工程期限：1980年——2030年“神光”高能激光系统的球形真空靶室和光学设备。
“激光”一词是“LASER”的意译。
LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器” 、“光受激辐射放大器”等。
1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又简洁，得到我国科学界的一致认同并沿用至今。
世界第一台激光器问世是在1960年6月,中国第一台激光器是在1961年9月。
从1961年中国第一台激光器宣布研制成功至今，我国形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的激光科技领域，并在产业化上取得可喜进步，可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。
这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于我国多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。
上海光机所我国早期激光技术的发展1957年，王大珩等在长春建立了我国第一所光学专业研究所——中国科学院长春光学精密仪器机械研究所（简称“长春光机所”）。
在老一辈专家带领下，一批青年科技工作者迅速成长，邓锡铭是其中的突出代表。
早在1958年美国物理学家肖洛、汤斯关于激光原理的著名论文发表不久，他便积极倡导开展这项新技术研究，在短时间内凝聚了富有创新精神的中青年研究队伍，提出了大量提高光源亮度、单位色性、相干性的设想和实验方案。
1960年世界第一台激光器问世。
1961年夏，在王之江主持下，我国第一台红宝石激光器研制成功。
此后短短几年内，激光技术迅速发展，产生了一批先进成果。
惯性约束聚变实验用玻璃微球堵口特种胶研究
果 与 讨 论
２ １ 增韧 剂和 偶联 剂对 胶 粘剂 拉伸剪 切强度 的 影响 ．
拉伸 剪 切强 度 是 反应 胶 粘剂 力学 性 能 的一 个重 要 指 标 ， 实验 是 用 ＷＥ Ｓ电脑 控制 数 显 式 液压 万 能试 验 机 按 Ｇ ７ ２ — １ ８ 测 试 。 试所 用试 件 片 为 Ｌ Ｂ １４ ９ ６ 测 Ｙ一 １ 铝合 金 ， 将试 件片 用 砂 纸 打磨 ， 用 丙 酮 清 洗 除 去氧 化 ２ 先 再
惯 性 约束 聚 变 实验 用玻 璃 微 球 堵 口特 种 胶 研 究
李芝华 ， 李 波：
（． 中南 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 沙 ４ ０８ ； ２ 中 国工 程 物 理 研 究 院 激光 聚 变 研 究 中 心 ，！ 绵 阳 ６ １０ ） １ 长 １０ ３ ． ￣Ｊｌ Ｐ ２ ９ ０
１ ２ 胶 粘 剂 制 备 ．
胶 粘剂组 成 与配 方 如表 １ 所示 。按 表 １ 示 比例 取环 氧 有机 硅 树脂 、 韧剂 和 偶联 剂 ， 所 增 充分 搅 拌 均匀 后 ， 再与定 量 固化 剂 均匀 混合 制 成胶液 ， 取胶 液在 聚 四氟 乙烯板 上涂 膜 ， 置 固化 ３ｈ 再 经过 室温 固化 ２ 放 ， ４ｈ后 ， 将
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第 １ ８卷 第 ８期 ２０ ０ ６年 ８月
强 激 光 与 粒 子 束
Ｈ Ｉ Ｈ ＰＯＷ ＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩ Ｇ ＣＬＥ ＢＥＡＭ Ｓ
Ｖｏ ．１ ＮＯ ８ １ ８， ．
Ａｕ ｇ．． ０ ２ ０６
文章 编 号 ： ｉ ０ — ３ ２ ２ ０ ） ８ ｌ ８ — ５ ０ １４ ２ （ ０ ６ ０ 一 ２ ７０
摘 要 ： 通 过 对 不 同 固 化 和热 处 理过 程 后 的 胶 粘 剂 的 剪 切 强 度 、 面形 貌 特 征 、 性 能 的 研 究 ． 析 了 增 表 热 分 韧剂 和偶 联 剂 对 环 氧 有 机 硅 胶 粘 剂 性 能 的影 响 。研 究 表 明 ： 着 增 韧 剂 含量 的 增 加 ． 粘 剂 热 分 解 温 度 下 降 ； 随 胶 增 韧剂 质量 分 数 为 ２ 时 ， 机 硅 与 环 氧 树 脂 相 容 性 较 好 ． 备 的 胶 粘 剂 综 合 性 能 较 好 ； 烷 偶 联 剂 能 改 善 胶 ５ 有 制 硅
２ １ 增韧 剂和 偶联 剂对 胶 粘剂 拉伸剪 切强度 的 影响 ．
拉伸 剪 切强 度 是 反应 胶 粘剂 力学 性 能 的一 个重 要 指 标 ， 实验 是 用 ＷＥ Ｓ电脑 控制 数 显 式 液压 万 能试 验 机 按 Ｇ ７ ２ — １ ８ 测 试 。 试所 用试 件 片 为 Ｌ Ｂ １４ ９ ６ 测 Ｙ一 １ 铝合 金 ， 将试 件片 用 砂 纸 打磨 ， 用 丙 酮 清 洗 除 去氧 化 ２ 先 再
惯 性 约束 聚 变 实验 用玻 璃 微 球 堵 口特 种 胶 研 究
李芝华 ， 李 波：
（． 中南 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 沙 ４ ０８ ； ２ 中 国工 程 物 理 研 究 院 激光 聚 变 研 究 中 心 ，！ 绵 阳 ６ １０ ） １ 长 １０ ３ ． ￣Ｊｌ Ｐ ２ ９ ０
１ ２ 胶 粘 剂 制 备 ．
胶 粘剂组 成 与配 方 如表 １ 所示 。按 表 １ 示 比例 取环 氧 有机 硅 树脂 、 韧剂 和 偶联 剂 ， 所 增 充分 搅 拌 均匀 后 ， 再与定 量 固化 剂 均匀 混合 制 成胶液 ， 取胶 液在 聚 四氟 乙烯板 上涂 膜 ， 置 固化 ３ｈ 再 经过 室温 固化 ２ 放 ， ４ｈ后 ， 将
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第 １ ８卷 第 ８期 ２０ ０ ６年 ８月
强 激 光 与 粒 子 束
Ｈ Ｉ Ｈ ＰＯＷ ＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩ Ｇ ＣＬＥ ＢＥＡＭ Ｓ
Ｖｏ ．１ ＮＯ ８ １ ８， ．
Ａｕ ｇ．． ０ ２ ０６
文章 编 号 ： ｉ ０ — ３ ２ ２ ０ ） ８ ｌ ８ — ５ ０ １４ ２ （ ０ ６ ０ 一 ２ ７０
摘 要 ： 通 过 对 不 同 固 化 和热 处 理过 程 后 的 胶 粘 剂 的 剪 切 强 度 、 面形 貌 特 征 、 性 能 的 研 究 ． 析 了 增 表 热 分 韧剂 和偶 联 剂 对 环 氧 有 机 硅 胶 粘 剂 性 能 的影 响 。研 究 表 明 ： 着 增 韧 剂 含量 的 增 加 ． 粘 剂 热 分 解 温 度 下 降 ； 随 胶 增 韧剂 质量 分 数 为 ２ 时 ， 机 硅 与 环 氧 树 脂 相 容 性 较 好 ． 备 的 胶 粘 剂 综 合 性 能 较 好 ； 烷 偶 联 剂 能 改 善 胶 ５ 有 制 硅
精炼温度对空心玻璃微球性能的影响
粒 子口 然后 ， 叼； 将干凝 胶粒 子在 复合 高温 干凝胶微 球制 备炉 中发 泡形 成空心 结 构 的玻璃 微 球 。与 文献 ［ ］ ８中
的微球 制备 炉相 比 ， 本文 采用 的复合 高 温干凝 胶微球 制备 炉 的高温 区长 度增加 到 ２ ５ｍ。 ． 鉴 于本 文主要 目的是研究 精炼 温度 对 ＨＧＭ 批 次平 均质 量 和性 能 的影 响 ， 因此 本 文采 用 的 干凝 胶粒 子 都
ＨＧＭ ｌ 。 同 时 ， Ｉ Ｆ冷 冻 靶 的 研 制 过 程 中 ， 于 ＨＧＭ 光 学 透 明 且 表 面 粗 糙 度 低 ， 此 在 研 究 靶 丸 内 聚 变 ３ ｊ 在 Ｃ 由 因
燃 料气 体冷 冻 、 层均 化和 在线表 征技术 等方 面也 有重 要应 用价 值 。在 Ｉ Ｆ靶 用 ＨＧＭ 的干凝 胶 法 、 冰 Ｃ 液滴 法 、 和溅射 沉积 法等制 备方 法 中＿ ］ 干凝 胶法不 仅 能显著 拓展 ＨＧＭ 的直 径 和壁厚 ， ４ ， 。 提高 ＨＧＭ 的耐 压强 度 ， 而且 还能对 玻璃 成分 和渗透 性在 较大 范围 内进行 调控 ｌ 。但 是相 对 于液 滴 法 ， ４ ］ 由于干 凝胶 法 制 备 ＨＧＭ 的工艺 过 程要 复杂得 多 ｊ 因此 ， 制和 优化 ＨＧＭ 质量 及性 能 的难度也 就 大得 多 。由于 凝胶 法 制备 ＨＧＭ 的炉 内成 ， 控
精 炼 温度 的增 高而 增 加 ， 是 ， 但 当精 炼 温 度 高 于 １ ０ ℃ 时 ， ６０ ＨＧＭ 的 合 格 率 则 随 着 精 炼 温 度 的 增 高 而 显 著 下
降 ； 着精炼温度的升高 ， 随 ＨＧＭ 的抗 拉 强 度 快 速 提 高 ， 面 粗 糙 度 快 速 下 降 ； 表 ＨＧＭ 在 室 温 下 对 氘 气 的 阻 气 能
惯性约束聚变靶丸玻璃微观结构的分子动力学模拟
惯性约束聚变靶丸玻璃微观结构的分子动力学模拟南帅;袁伟;王铁山;彭海波;陈亮;杜鑫;张多飞;律鹏【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2016(28)9【摘要】Alkali borosilicate glasses are used in inertial confinement fusion (ICF)as materials of hollow glass microspheres (HGMs).In this work,classical molecular dynamic simulation was addressed to study this kind of glass.Then the microstruc-ture including bond lengths,bondangles,coordinate number and void sites distribution with different K (molar ratio of SiO 2 to B2 O 3 )and R (molar ratio of Na2 O to B2 O3 )were gotten.After simulation,in the glass with different K and R,the network of silicate atoms keeps stable,and the network of boron atoms changes with the composition.At the same time,when we comes to the actual use of Ar-filled glass in the experiment of ICF,through simulation,if K is 40.5,R is 1 7.4,8.5,4.2,there are much more void sites in the glass for argon atoms to diffuse.%使用分子动力学方法模拟惯性约束聚变(ICF)玻璃微球靶丸材料的碱金属硼硅酸盐玻璃,研究了不同 SiO 2与 B2 O 3和不同 Na2 O 与B2 O 3物质的量比的微观结构,包括键长、键角、配位数以及空穴的分布情况。
同位素稀释质谱法测定空心玻璃微球内氘气总量
Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｇａ ｓ Ｇｒ ｏ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｈｏ ｌ ｌ ｏ ｗ Ｇｌ ａ ｓ ｓ Ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｐ ｈｅ ｒ ｅ ｂ ｙ Ｉ ｓ ｏ ｔ ｏ ｐｉ ｃ Ｄｉ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍ ａ ｓ ｓ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｉ ｎ ｅ ｒ ｔ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｎ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ （ Ｉ ＣＦ） ，ｔ ｈ ｅ ｈ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｐ ｈ ｅ ｒ ｅ （ ＨＧＭ ） ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ
关键 词 ： 同位 素 稀 释 法 ； 质谱分析 ； 空 心 玻璃 微 球 ； 气 体 摩 尔数
中图 分 类 号 ： ０６ ５ ７ ． ６ ３ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ３ — ９ ９ ５ ０ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ — ０ ３ ６ ０ — ０ ４
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ３ ８ ／ ｈ ｈ ｘ ． ２ ０ １ ６ ． ＹＸ． ｈ ｕ，ＣＨＵ Ｍｉ ｎ ｇ — ｆ ｕ，ＣＨ ＥＮＧ Ｌｉ ａ ｎ ｇ，ＧＵＯ Ｗｅ ｎ — ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ
Ｃｈｉ ｎａ Ａｃ ａ ｄｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｅｎｇｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ Ｐｈｙ ｓ ｉ ｃ ｓ，Ｍ ｉ ａ ｎ ｙａ ｎ ｇ ６ ２１９ ０ ０，Ｃｈｉ ｎａ
齐连柱， 褚明福， 程 亮， 郭文胜
中 国工 程 物 理 研 究 院 ， 四川 绵 阳 ６ ２ １ ９ ０ ０
摘要 ： 作 为惯 性 约 束 核 聚 变 （ Ｉ Ｃ Ｆ ） 第一 代靶丸 ， 空 心玻璃微 球 （ ＨＧＭ） 内充 燃 料 气 体 的 组 分 、 比 例 和 密 度 均 有
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第 ６ ３卷
第 １ 期 １
ห้องสมุดไป่ตู้
化
工 学
报
Ｖｏ． ３ Ｎｏ １ １６ ．１
Ｎｏ ｍｂ ｒ ２ ２ ｖｅ ｅ ０１
２１ ０ ２年 １ １月
ＣＩ ＥＳＣ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ ｒ ａ
惯 性 约 束聚 变 靶 用 空心 玻璃 微球 纵 横 比的调 控
漆 小 波 ，高 聪 ，张 占文 ，李 波 ，魏 胜
ａ ｐ ｃ ｒ ｔｏ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｓｔｏ ｓ ａ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｓ ｏ ｆ ｒ ａ ｅ ｇ ｓ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ｅ ｒ ｃ ｓ ａ ａ ｙ ｉ ｏ ｓ ｅ ｔ ａ ｉ ｓ ｎ ｏ ｏ ｉｉ ｎ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ａ ， ａ ｅ ｎ ｈ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｌ ｓｓ ｆ
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气 的传 热 能 力 ，确保 ＨＧＭ 球 形 度 、表 面粗 糙 度 和 合 格 率 满 足 ＩＦ 制 靶 的要 求 ，必 须 在 载 气 中 添 加 一 定 分 压 的 Ｃ 氦 气 。除 部 分 极 端 工 艺 条 件 外 ，提 出 的 ＨＧ 纵 横 比控 制 模 型 预 测 值 与 实 验 结 果 吻 合 良好 。 Ｍ 关 键 词 ：空 心 玻 璃 微 球 ；纵 横 比 ；干 凝 胶 法 ；惯 性 约 束 聚 变 ；靶 制 备
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中 图 分 类 号 ：ＴＬ ６ ９ １ ；ＴＱ １ ｌ ３ ． １ ７
文 献 标 志码 ：Ａ
文 章 编 号 ：０ ３ — １ ５ （ ０ ２ １ — ３ ９ —０ ４８ １７ ２１） １ ４３ ７
（ 中 国工 程 物 理 研 究 院激 光 聚变 研 究 中 心 ，四 川 绵 阳 ６ １０ ； 川 大 学 化 工 学 院 ，四 川 成 都 ６０ ６） ２ ９ ０ 四 １ ０ ５
摘 要 ：为 实 现 对 惯 性 约 束 聚 变 （Ｃ ） 靶 用 空 心 玻 璃 微 球 （ Ｍ ） 纵 横 比 的 调 控 ，基 于 对 干 凝 胶 法 制 备 ＨＧ ＩＦ ＨＧ Ｍ
炉 内 成 球 过 程 的 分 析 ，建 立 了 ＨＧ 纵 横 比 的 定 量 控 制 模 型 ，实 验 研 究 了载 气 组 分 和 压 力 对 ＨＧＭ 直 径 和 纵 横 Ｍ 比 的 影 响 。结 果 表 明 ：通 过 调 节 载 气 中氩 气 分 压 可 以 控 制 熔 融 玻 璃 液 泡 的膨 胀 程 度 ，从 而 定 量 控 制 最 终 ＨＧ Ｍ 的 直 径 和 纵 横 比 。但 是 ，通 过 大 幅 度 降 低 载 气 中 的 氩 气 分 压 来 提 高 ＨＧＭ 半 径 和 纵 横 比是 不 可 行 的 。 为 提 高 载
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第 １ 期 １
ห้องสมุดไป่ตู้
化
工 学
报
Ｖｏ． ３ Ｎｏ １ １６ ．１
Ｎｏ ｍｂ ｒ ２ ２ ｖｅ ｅ ０１
２１ ０ ２年 １ １月
ＣＩ ＥＳＣ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ ｒ ａ
惯 性 约 束聚 变 靶 用 空心 玻璃 微球 纵 横 比的调 控
漆 小 波 ，高 聪 ，张 占文 ，李 波 ，魏 胜
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气 的传 热 能 力 ，确保 ＨＧＭ 球 形 度 、表 面粗 糙 度 和 合 格 率 满 足 ＩＦ 制 靶 的要 求 ，必 须 在 载 气 中 添 加 一 定 分 压 的 Ｃ 氦 气 。除 部 分 极 端 工 艺 条 件 外 ，提 出 的 ＨＧ 纵 横 比控 制 模 型 预 测 值 与 实 验 结 果 吻 合 良好 。 Ｍ 关 键 词 ：空 心 玻 璃 微 球 ；纵 横 比 ；干 凝 胶 法 ；惯 性 约 束 聚 变 ；靶 制 备
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中 图 分 类 号 ：ＴＬ ６ ９ １ ；ＴＱ １ ｌ ３ ． １ ７
文 献 标 志码 ：Ａ
文 章 编 号 ：０ ３ — １ ５ （ ０ ２ １ — ３ ９ —０ ４８ １７ ２１） １ ４３ ７
（ 中 国工 程 物 理 研 究 院激 光 聚变 研 究 中 心 ，四 川 绵 阳 ６ １０ ； 川 大 学 化 工 学 院 ，四 川 成 都 ６０ ６） ２ ９ ０ 四 １ ０ ５
摘 要 ：为 实 现 对 惯 性 约 束 聚 变 （Ｃ ） 靶 用 空 心 玻 璃 微 球 （ Ｍ ） 纵 横 比 的 调 控 ，基 于 对 干 凝 胶 法 制 备 ＨＧ ＩＦ ＨＧ Ｍ
炉 内 成 球 过 程 的 分 析 ，建 立 了 ＨＧ 纵 横 比 的 定 量 控 制 模 型 ，实 验 研 究 了载 气 组 分 和 压 力 对 ＨＧＭ 直 径 和 纵 横 Ｍ 比 的 影 响 。结 果 表 明 ：通 过 调 节 载 气 中氩 气 分 压 可 以 控 制 熔 融 玻 璃 液 泡 的膨 胀 程 度 ，从 而 定 量 控 制 最 终 ＨＧ Ｍ 的 直 径 和 纵 横 比 。但 是 ，通 过 大 幅 度 降 低 载 气 中 的 氩 气 分 压 来 提 高 ＨＧＭ 半 径 和 纵 横 比是 不 可 行 的 。 为 提 高 载
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