激光聚变原理
通常来说,核聚变可以通过三种路径实现:即引力约束、磁约束、惯性约束。目前被认为最有可能实现可控核聚变的是磁约束和惯性约束聚变。
惯性约束聚变,是指通过高能的驱动源(激光束、电子束、离子束)与装有聚变燃料的靶丸相互作用,将等离子体压缩、加热到高能量密度状态并约束一定的时间,从而实现聚能放能的过程。伴随激光技术的不断发展,激光束逐步成为惯性约束聚变的主要驱动源,即所谓的“激光聚变”。
根据驱动方式的不同,国内外主要把激光聚变分为直接驱动、间接驱动两类。出于成本与复杂程度等方面的考虑,目前研究最多的是间接驱动方式。
-直接驱动(Direct Drive):是指将激光束直接均匀地辐照到聚变靶丸上,利用激光直接烧蚀和压缩聚变燃料使其发生聚变。
-间接驱动(Indirect Drive):是指将激光束注入到腔体内,利用激光与腔壁的等离子体相互作用产生的X光来烧蚀和压缩聚变燃料,并使其发生聚变。
NIF概览
作为全球激光聚变装置的焦点,NIF从1994年开工建设,选址在美国加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL) ,由国家核安全局 (National Nuclear Safety Administration,NNSA) 维护。2009年5月,NIF顺利完工。装置整体占地21,368平方米,共耗资34亿美元。