快点火与超强激光等离子体相互作用问题
激光等离子体相互作用产生X射线
激光等离子体相互作用产生X射线X射线是核外电子产生的短波电磁辐射，波长范围一般在0.001nm 到1nm或者更长一点。
比0.1nm短的叫硬X射线，长的叫软X射线。
X射线源在许多研究方面是非常重要的，在包括X射线显微镜和光谱学、全息技术和纳米技术、生物成像和探测超快过程等工业和医疗方面的应用尤其如此。
现在同步辐射光源是最强烈的X射线源。
在同步辐射光源中，辐射的产生是由于一个由弯曲磁铁，磁性波或磁性震荡产生了相对论电子散射[1]。
在同步辐射光源中，辐射的产生是由于一个由弯曲磁铁，磁性波或磁性震荡产生了相对论电子散射。
这些源是宽带相干和长脉冲。
我们也可以利用高能激光脉冲去Thomson散射这些被传统方式加速的电子[2-5]。
另一方面，需要有超高亮度，连贯和短脉冲（飞秒或更短）的X 射线源来研究瞬态过程。
在加速器的家族中，几个大的自由电子激光器在未来10年内取得里程碑式的进展，并提供最亮的X射线源。
相对论性激光等离子体提供了一个飞秒级X射线产生的潜在补充渠道。
甚至在紧凑的项目中，x射线波长桌面自由电子（TT-XFEL）也存在[6]。
然而，人们必须显著提高被激光加速电子束的品质以使TT-XFEL成为现实。
本世纪起，相对论超强超短激光入射等离子体可产生X射线已经被广泛证实。
当一束短的相对论下的强激光脉冲在稀薄等离子体中传播。
其有质动力可以排开电子，形成电子空泡（Bubble）。
通过波破或其他注入方式，一些等离子体电子可以被限制并且被腔中的纵向场加速，这就是所谓的空泡电子加速模式。
由于它的固定的三维空间结构，该气泡具有横向场。
加速的相对论下的电子这些场中做横向的振动并且发射出短波射线（可到X 射线量级）。
另外一种方法是激光作用于固体靶产生的相对论高次谐波。
激光可以瞬间将固体物质转换成等离子体，激光与固体的相互作用是高度非线性的，导致谐波产生。
在高密度等离子体的表面，人们可以区别产生谐波的两个主要的不同机理。
当激光强度呈弱相对论性2182210/I W m cm λμ<时，谐波是由于所谓的相干弱辐射（CWE ）产生的。
激光惯性约束聚变(ICF)驱动器的研究进展和快点火概念平台论文
表 1 NIF 1/50 光束达标的重大进展
输出激光波长
单束输出能量
脉宽
输出能密度
输出功率密度
1053nm(1ω0) 525nm(2ω0) 351nm(3ω0)
26.5kJ 11.4kJ 10.4kJ
(？) (4ns) (4ns)
16.6J/cm2 7.1J/cm2 6.5J/cm2
? 1.72GW/cm2 1.63GW/cm2
2001 年，英国卢瑟福实验室的 P.Norreys 与日本大阪大学 R.P.Kodama 等合作[5]，在日本大阪 大学 Gekko-Ⅻ激光装置上利用金锥管导引百 TW 点火脉冲从实验上演示了快点火物理原理。2002 年 的实验[6](见图 2)把点火脉冲能量提升至近 1PW，获得超热电子吸收 40%，热核燃料区温度 8 百万至 1 千万度，中子产额由 104 增加到 107 的好结果。
燃料等离体高温条件给出了氘氚反应机率的下限，需要驱动器提供额外的用于加温点火燃烧 的激光能量。
最小ρr 乘积条件涉及反应生成的 3.5Mev 动能的α粒子在未反应燃料中的有效沉积吸收，是在 初始热核点火后把全部燃料加温到高反应温度，实现自持燃烧的基本条件。从最小ρr 乘积条件可 以推导出一发激光聚变打靶所需 DT 燃料最低质量的要求，从而限定了驱动器必需提供的最低激光能 量需求。
第五届全国光子学大会会议论文集 第一分册：特约报告
激光惯性约束聚变(ICF)驱动器的研究进展 和快点火概念平台
林尊琪
(中国科学院上海光学精密机械研究所) 摘 要：简要介绍了激光惯性约束核聚变(ICF)的工作模式、应用目标及不断对激光驱动器提出 的新技术要求。列举了国内外 ICF 驱动器研究工作若干重要的新进展。鉴于国际 ICF 前沿领域对 ICF 快点火研究工作不断加强和深化，而我国在用于快点火的高能拍瓦激光技术方面暂时处于落后状态， 本文提出发展我国高能拍瓦(PW,105W)激光器的一些建议，供参考。 关键词：激光惯性约束聚变、快点火、高能拍瓦激光、激光驱动器
以梦为马探核路 飞燕凌云逐金乌——记国防科技大学前沿交叉学科学院教授马燕云
封底人物Backcover Characters氢弹的爆炸。
除了重要的国防用途，核聚变更为重要的作用，在于为人类真正解决能源危机提供可能。
数十年来，全球科学家一直梦想着在实验室里实现太阳的聚变反应，以期获得取之不尽的清洁能源，而科学家实现聚变目标的装置也被称为“人造太阳”。
由于核聚变燃料可直接取自海水中富含的氘，如果每升海水中所蕴含的氘发生完全的聚变反应，就能产生相当于300升汽油燃烧时释放的能量。
以此推算，根据目前世界能源消耗水平和海水存量，聚变能可供人类使用100亿年。
“已知地球的寿命大约是50亿年，从这个角度来说的话，这种资源可以说是取之不尽、用之不竭的。
”马燕云解释道。
随之而来的问题便是，如何实现可彭先觉院士（中）与课题组合影控的核聚变，使之成为稳定的能源提供方式？关于可控核聚变的实现，苏联科学家N.巴索夫和中国科学家王淦昌先后独立提出了用激光照射在聚变燃料靶上实现受控热核聚变反应的构想，并开辟了实现受控热核聚变反应的新途径——激光核聚变。
所谓激光核聚变，就是使用高功率激光作为驱动器去照射一个直径为毫米量级的聚变燃料小球（即靶丸），在十几纳秒的时间里把聚变燃料加热到上亿摄氏度的高温，达到聚变点火条件并在燃料飞散之前依靠燃料的惯性使它们能够在高温高密的状态维持一段时间，使得聚变燃料发生充分的核反应，从而释放聚变能量的一种聚变方式。
在激光核聚变中，激光首先照射靶丸表面并使其迅速电离形成等离子体，激光的能量从等离子体临界密度层通过电子热传导向烧蚀层内传递并使烧蚀层不断产生等离子体，这些等离子体向外高速飞散并产生反作用力压缩靶丸，使靶丸内氘、氚燃料的密度和温度迅速增加并最终达到点火条件实现核聚变。
马燕云的博士论文主要研究当时激光核聚变过程中的一种新的点火方案——“快点火”方案，这也是国内第一篇系统研究“快点火”方案可行性的博士学位论文。
鉴于等离子体的复杂性，马燕云意识到，想要揭开等离子体的“神秘面纱”，得力的研究工具必不可少。
超强激光与等离子体靶相互作用中高能离子的定向发射
新疆大学学报 （ 自然科学版）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＸｉｊ ｎ ｉｅ ｓｔ Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ｉｉｎ） ｏ ｒａ ｎｉ ｇＵｎｖ ｒｉ ｏ ａ ｙ（ ｔ ｒｌＳ ｉｎ ｅＥｄｔ ｏ
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Ｖ０ ． ５。Ｎｏ １ １２ ．
Ｆｅ ｂ．， ００ ２ ８
超强激光与等离子体靶相互作用中高能离子的定向发射
艾 尔肯 ・ 克 尔 ， 不都 热 苏 力１ 扎 阿 ， ２
（．新 疆 大 学 物理 科 学 与技 术 学 院 ，新 疆 乌鲁 禾 齐 ８０ ４ ；２ １ ３ ０ ６ ．东 京 都 农工 大学 Ｉ 部 大 学 院 ， ： 学 东京 都 小 金 井 市 ， 京 １４ ０ １） 东 ８ － ０ ２
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ：ｕｌｒ —ｎｔ ｎ ｅ ｌ ｓ ｒ ｐｕ ｓ ｄ ｔ ａ ｉ ｅ ｓ ａ ｅ ｌ ｅ；ｅ ｅｒ ｅｔｃ ｉ ｎ ｇ ｉ ｏｎ； ｐ ｒ ｉｌ ｉ ｅ ｌｓｍ ｕｌ ｔｏ ａ ｔｃｅ—ｎ ｃ ｌ ｉ ａ ｉｎ；ｓ ａ ａ ｇｅ ｌｂ ｔｒ ｔ
高强度激光与等离子体相互作用的研究
高强度激光与等离子体相互作用的研究近年来，随着科技的快速发展，高强度激光与等离子体相互作用的研究引起了广泛的关注。
高强度激光是一种以激光为媒介进行能量传递的技术，而等离子体则是由气体或固体被高能激光辐射后形成的电离态。
高强度激光与等离子体相互作用的研究有着重要的科学意义和应用价值。
通过对于这种相互作用的深入研究，我们可以揭示激光与等离子体的相互作用机理，探究光与物质的基本规律，进而推动激光技术的发展与创新。
同时，高强度激光与等离子体相互作用还具有广泛的应用前景，如聚变能源、高密度等离子体物理研究、激光等离子体加速器等。
关于高强度激光与等离子体相互作用的研究，目前主要存在以下几个方面的问题和挑战。
首先，激光与等离子体的相互作用机制尚不完全清楚。
高强度激光在与等离子体相互作用时会产生复杂的电磁场和粒子动力学过程，然而，这些过程和机制尚未被完全揭示。
要解决这个问题，需要通过理论研究、模拟实验以及实际观测等多种手段，深入探究激光与等离子体相互作用的微观机制。
其次，高强度激光与等离子体相互作用的过程非常复杂。
在激光与等离子体相互作用的过程中，会涉及多种物理现象，如电离、等离子体加热、激光与等离子体的相互作用等。
这些现象之间相互关联，相互影响。
因此，针对复杂的激光与等离子体相互作用过程，需要综合运用多种实验手段和理论方法，进行全面而深入的研究。
最后，高强度激光与等离子体相互作用的研究需要大量的资源和设备支持。
由于激光与等离子体相互作用的研究需要高能量、高功率的激光系统和复杂的等离子体产生设备，这些设备的建设和运行成本较高。
此外，在实验过程中还需要对激光和等离子体等进行精确控制和测量，这也对设备和技术要求较高。
因此，为了深入研究高强度激光与等离子体相互作用，需要投入大量的资源和设备。
综上所述，高强度激光与等离子体相互作用的研究具有重要的科学意义和应用价值，但也存在一些问题和挑战。
为了更好地开展这方面的研究，需要在各个方面加强合作与创新，提高研究的深度和广度。
超强激光一等离子体相互作用过程中的辐射阻尼效应
关 键 词 ： 辐射 阻 尼 效 应 ； 超 强激 光 ； 等离子体 ； 洛伦兹变换 ； 线极化激光 ； 圆 极 化 激 光
中图分类号 ： Ｏ ５ ３ ６ 文 献 标 志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ ＨＰ Ｌ Ｐ Ｂ ２ ０ １ ３ ２ ５ ０ ６ ． １ ３ ７ ９
电磁 辐射 ， 从 而损失 电子运 动 的能量 ， 对 电子 的运 动产 生 阻尼作 用 ， 此 即辐射 阻尼 效应 。近 年来 ， 随着 激光 技术 的发 展 ， 电子 在超 强激 光场 中运 动 时的辐 射 阻尼效 应 逐 渐 引起 了人 们 的重 视 。例 如 ， ２ ０ ０ ２年 ， Ｚ ｈ ｉ ｄ ｋ ｏ ｖ等 人研 究 了超强激 光 与等 离子 体相 互作 用过 程 中 的辐 射 阻尼 效应 ， 结果 表 明在 高密 度等 离子 体 中 ， 辐射 阻尼 效应 表现 尤 为 突 出ｌ ＿ ５ ］ 。２ ０ １ ０年 ， Ｂ ｕ ｌ ａ ｎ ｏ ｖ等人 研究 了两束 激光相 向传播 而形 成 的 驻波 场 中的 辐射 阻 尼 效应 ， 结果表明， 圆极化 激光 场 中 的辐射 阻尼效 应 要 比线极 化场 中强得 多［ ６ 。 ］ 。 目前 对辐 射 阻尼效 应 的研究 ， 大 多是 在驻 波条 件
在 实验 室坐 标 系 中 ， 电子 的运 动既 受 电场力 作用 ， 也 受 到磁场 力 的作用 。为此 ， 通过 洛伦 兹变换 ， 将 问题 变 换 到 以激 光 群速 度 ７ ９ 沿 ｚ方 向运 动 的参考 系下 进行 讨论 。变换 后激 光 的频率 和波 数为
一
（ ｃ ｏ —ｋ ｖ ｇ ）
超 强 激 光一 等 离子 体 相 互 作 用 过 程 中的 辐射 阻尼效 应
等离子体强化超声速燃烧研究进展
等离子体强化超声速燃烧研究进展杨银军;窦志国;段立伟【摘要】超声速点火和燃烧是超燃冲压发动机研究中的一项关键技术.论文总结了国内外在碳氢燃料的等离子体点火助燃方面研究进展,重点列举了国外在裸电极直接点火和喷注等离子体火炬两种等离子体点火方式的实验与数值研究,以便于我国的科研工作者与国际同行开展国际合作与学术交流.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2013(026)003【总页数】3页(P15-17)【关键词】等离子体;点火;超声速燃烧【作者】杨银军;窦志国;段立伟【作者单位】装备学院激光推进及其应用国家重点实验室,北京101416;装备学院激光推进及其应用国家重点实验室,北京101416;装备学院激光推进及其应用国家重点实验室,北京101416【正文语种】中文【中图分类】V43高超声速飞行是21世纪航空航天技术新的制高点，是航空航天史上继发明飞机、突破声障飞行之后的第三个里程碑。
高超声速飞行技术的突破，将对国际战略格局、军事力量对比、科学技术、社会经济发展以及综合国力提升等产生重大和深远的影响[1]。
近年来，随着航空航天技术的不断发展,高超声速发动机技术已经成为世界各国的研究热点[2]。
该类发动机具有为飞行器提供高超声速飞行的能力，但也带来了另一难题：超声速燃烧。
在超声速燃烧过程中，燃气流经飞行器燃烧室的速度极快，导致其滞留时间非常短[1]。
实验研究结果表明，在毫秒量级以下的滞留时间内，只有氢气能够完全燃烧。
然而，由于氢气能量密度很低，为了实现高比冲推进，必须采用高能量密度的碳氢燃料。
随着来流马赫数的增大，燃料快速充分的混合和燃烧越来越困难，碳氢燃料的点火延迟时间通常要比氢气高一个量级，而其燃烧速度要比氢气低一个量级，从而不可能在低于毫秒量级的滞留时间内实现完全燃烧[3]。
提高燃料的燃烧效率，可以增加发动机的比冲。
比冲的增加，有助于减少燃料的携带量，增加飞行器有效载荷，减小飞行能耗，增大飞行器行程。
中国工程物理研究院研究生院-激光聚变研究中心 -研究方向简介-908
张小民*研究员、魏晓峰*研究员、郑万国*研究员、景峰*研究员、戴亚平*研究员、袁晓东 研究员、周海 研究员、胡东霞 研究员、张雄军 研究员、党钊 研究员、郭良福 研究员、张颖 研究员、冯斌 研究员、张锐 副研究员、张军伟 副研究员、邓学伟 副研究员、许党朋 副研究员
高功率激光物理与激光技术研究；大型固体激光系统的总体设计与总体集成技术研究；高功率激光脉冲产生、传输、放大、频率转换等过程物理规律及关键工程技术研究，高功率激光光束全域控制技术研究等。
凝聚态物理
070205
微纳制造
张林*研究员、杜凯*研究员、李波*研究员、吴卫东*研究员、邢丕峰*研究员、雷海乐*研究员、王朝阳*研究员、王雪敏*研究员、张占文 研究员、张继成 副研究员、黄燕华 高级工程师、周秀文 副研究员、李国 副研究员、王 凯 副研究员、王宗伟 副研究员、吴文荣 副研究员、李婧 副研究员
先进激光技术与应用
张小民*研究员、景峰*研究员、戴亚平*研究员、朱启华*研究员、粟敬钦*研究员、王建军*研究员、林傲祥*研究员、王逍*研究员、李明中 研究员、周逊 研究员、左言磊 副研究员、郑建刚 副研究员、邓颖 副研究员、李平 副研究员
超短超强激光脉冲产生、放大、传输等基础物理和技术研究；光纤波导激光技术、LD泵浦的固体激光技术、超宽光谱激光蒋晓东 研究员、王雪敏 研究员
该方向主要研究内容为：极端条件下的微纳米结构光电子功能材料设计与制备技术；高负载激光光学材料制备技术；跨尺度微纳结构光学元件及材料应用；新型高分子光学材料设计与应用；微纳米结构功能材料在强场中的应用方法与技术；高功率激光作用下的材料结构与特性。
光学工程
080300
该方向主要研究内容为：微纳精密加工技术，包括激光加工、离子束加工、光刻加工等；超精密压延技术；软流体制备技术；三维成型技术；微胶囊制备技术；微流体封装技术；微系统的装配技术（三维与多自由度空间装配技术、功能装配技术）；微纳检测技术。
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摘 要 “快点火” 是近年来提出的激光聚变点火的一种新方式 . 它的特点是靶丸的压缩和点火分开进行 : 第一步
2 λ μm2 / cm2 ) 加热芯部实现点火 . 和 由通常的多束激光对称辐照靶丸获得高密度 ; 而后由单束超强激光 ( I ≈ 1018 —20 W
传统的 “热斑点火” 比较 , 快点火在压缩方面具有很多优越性 :大量节省驱动能量 , 降低了对驱动均匀性的要求 , 并且可 以达到更高的能量增益 . 但是超强激光点火却涉及一些非常复杂的问题 : 在预压缩形成的等离子体中打洞 ( hole bor2
2 λ μm2 / cm2 ) . Fast ignition is superior to traditional‘hot spot ignition’ ultraintense laser beam (of I ≈10 18 —20 W
in many aspects in t he precompression stage ; it drastically reduces t he energy required for precompression ( about ten times) , relaxes t he requirement of drive uniformity , and is able to reach higher energy gain. However , igni2 tion by ultraintense laser is very complicated. It involves boring a hole in t he precompressed plasma , generating intense hot electrons wit h MeV energy , transporting t hem in t he dense plasma and heating t he high2density core to meet ignition conditions. These problems are briefly discussed and t he possibilit y of ignition wit h laser energy
物理
less t han 100kJ is explored. Key words fast ignition , precompression , ultraintense laser interaction
1 引言
用热核聚变释放的能量解决能源问题是人类追 求的理想 ,为此已经奋斗了半个世纪 ,主要在两个方 面进行研究 : 磁约束和惯性约束 . 磁约束聚变 ( mag2 netic confinement f usion , 简称 MCF ) 希望用具有一 定构形的装置和磁场位型将高温 ( 几个 keV ) 氘氚等 离子体箍缩 , 稳定地产生热核反应 , 如托卡马克装 置 . 由于磁场达不到很高 ,热核粒子的密度就不能太 高 ( 1013 —15 / cm3 ) , 设计的目标是长时间稳定运行 . 惯性 约 束 聚 变 ( inertial confinement f usion , 简 称 ICF) 则不同 , 走的是高密度道路 , 反应粒子的密度 要达到大约 1026 / cm3 , 持续时间大约为 10 - 9 s , 因 此 ,作为能源的运行方式是脉冲式的 ,例如每秒发生 几次 . 本文讨论的是惯性约束聚变 , 研究也有 20 多 年的历史了 , 已经取得很大的进展 , 可望在不到 10 年实现点火 . 点火就意味着局部区域热核反应产生 的能量能加热本身及周围的部分冷燃料达到热核反 应所需的温度 ,为继续反应创造了条件 . 点火是高增 益靶设计的基础 . ICF 的驱动源 ,原则上可以是光或 粒子束 ,但目前研究最多的是激光 [ 将来的热核反应 堆驱动源是什么 , 尚无定论 , 离子束 、 半导体激发的 激光 ( DPL ) 、 Kr F 激光 、 Z 箍缩都有可能 , 最被看好 μm 的钕玻 的是重离子束 ] , 而且是短波长 , 如 0135 璃激光 . ICF 是由靶丸的内爆实现的 . 最简单的靶丸 由推进层和芯部燃料区组成 ( 燃料为 D T ,目前实验 多用 D T 气 ,将来要用贴于推进层内壁的 D T 固体 层 ,推进层则多为塑料或玻璃 ) , 是一个毫米大小的 球 . 驱动源均匀地作用于推进层 ,使外表面加热向外 膨胀 ( 称为烧蚀) ,由于动量守恒 ,就会有一个冲击波 向靶丸内部传播 , 压缩 D T 物质达到产生热核反应 所需要的密度和温度 ,并持续一定的时间 . 因此它是 靠物质的惯性创造条件和维持热核反应的 . 惯性约 束聚变又分为直接驱动和间接驱动两种方式 , 前者 要求足够多束的激光尽量均匀地辐照靶丸 ; 后者则 要求先将激光能转换为软 X 光 , 由 X 光烧蚀靶丸 , 因此又称为辐射驱动 . 激光转换 X 光是通过黑腔靶 ( hohlraum) 实现的 . 目前采用的黑腔多是柱形 , 由高 Z 材料制成 ( 例如 Au) ,以提高激光吸收和 X 光转换 效率 . 柱腔的两个端面各有一个激光入射孔 ,聚变靶
CHAN G Tie2Qiang
( Instit ute of A pplied Physics and Com putational M athem atics , Beiji ng 100088)
ห้องสมุดไป่ตู้
Abstract Fast ignition is a recently proposed new scheme for realizing ignition of inertial confinement fusion , in which t he compression of an implosive capsule and its ignition proceed separately. First , t he fusion pellet is pre2 compressed by multiple beam lasers in t he conventional way to a high density , t hen ignition is realized by a single
究为纽带 ,光子学与生命科学的交叉结合必将开拓 出光辉灿烂的未来 . 参
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ing) ;在高密度燃料的边沿产生足够数量的高能量电子 ( MeV) , 这些电子的传输加热等 . 文章简短地讨论这些问题 , 并
研究了几十 kJ 激光能量实现点火的可能性 . 关键词 快点火 , 预压缩 , 超强激光等离子体相互作用
FAST IGNITION AND UL TRAINTENSE LASER PLASMA INTERACTION
考
文
献
Wallace J . Laser Focus World , 1999 (6) :24 Hogan H. Photonics Spectra , 1999 (7) :34 Sheppard L M. Photonics Spectra ,1999 (7) :28 Wheeler M D. Photonics Spectra , 1999 (2) :41 J u G , Nurmikko A V. Phys. Rev. Lett . , 1999 ,82 :3705 Hau L V , Harris S E , Dutton Z et al . Nature , 1999 , 397 : 594 Kash M M , Sautenkov V A , Zibrov A S et al . Phys. Rev. Lett . , 1999 ,82 :5229 Budker D , Yashchuk V , Zolotorev M. Phys. Rev. Lett . , 1998 ,81 :5788 Boller K 2J , Imamoglu A , Harris S E. Phys. Rev. Lett . , 1991 ,66 :2593
29 卷 ( 2000 年) 10 期
丸则放在黑腔的中央 . 激光通过入射孔进入黑腔 ,辐 照黑腔的内壁 , 被吸收和转换为 X 光 , X 光经过输 运作用于靶丸 . 间接驱动的优点在于 X 光输运快 , 容易做到均匀驱动内爆 , 而且 X 光烧蚀深度大 , 对 于内爆压缩流体力学不稳定性 ( 如 Rayleigh2 Taylor 不稳定性) 具有较好的抑制作用 . 流体力学不稳定性 对内爆是最大的威胁 , 而这正是直接驱动的困难之 处 . 间接驱动的缺点是总的激光能量利用效率较低 . 经过多年的研究 , 特别是 Nova 激光器上的靶物理 实验和美国利用地下核试验进行的 Halite/ Cent uri2 on 计划 ,间接驱动实现点火是有较大把握的 , 需要 ω0 激光能量 . 相应的激光器 N IF ( na2 1— 2MJ 的 3 tional ignition facility ) 正在建造 ( 118MJ ,192 路 , 峰 值功率约 500 TW) [ 1 ] . 以直接驱动方式实现点火需 要多少能量尚待进一步确定 . 直接驱动的能量利用 效率高 ,但其关键问题是内爆过程的流体力学不稳 定性 ,如果均匀辐照问题不能很好解决 ,点火所需的 激光能量也可能不比间接驱动低 . 直接驱动是否可 行 ,关键是需要有直接的实验证明 . Rochester 大学 的 45kJ 的 Omega 激光器是为此目的建造的 , 但其 实验情况还不是非常清楚[ 2 ] . 近年来提出的快点火[ 3 ] 为实现点火提出了新 的思路 . 它将整个过程分为独立的两步进行 : 先对靶 丸进行压缩 ,达到所需要的高密度 ( 预压缩) ,再加热 芯部达到点火条件 , 并分别由多束驱动内爆的激光 ( 10 13 —14 W/ cm2 ) 和 超 强 点 火 激 光 ( λ I 2 ≈ 1018 —20 μm2 / cm2 ) 实现 . 这种方式具有如下优越性 : 大大 W 降低了压缩所需要的驱动能量 , 同时降低了驱动压 缩的对称性要求 , 为较低驱动能量达到点火提供了 可能 . 但是 ,另一方面 , 利用超强激光点火是非常复 杂的过程 ,存在一系列物理的和技术上的困难和不 清楚之处 . 下面我们先研究预压缩内爆 ,然后再讨论 超强激光和等离子体相互作用的问题 .