激光聚變原理
通常來說,核聚變可以通過三種路徑實現:即引力約束、磁約束、慣性約束。目前被認為最有可能實現可控核聚變的是磁約束和慣性約束聚變。
慣性約束聚變,是指通過高能的驅動源(激光束、電子束、離子束)與裝有聚變燃料的靶丸相互作用,將等離子體壓縮、加熱到高能量密度狀態并約束一定的時間,從而實現聚能放能的過程。伴隨激光技術的不斷發展,激光束逐步成為慣性約束聚變的主要驅動源,即所謂的“激光聚變”。
根據驅動方式的不同,國內外主要把激光聚變分為直接驅動、間接驅動兩類。出于成本與復雜程度等方面的考慮,目前研究最多的是間接驅動方式。
-直接驅動(Direct Drive):是指將激光束直接均勻地輻照到聚變靶丸上,利用激光直接燒蝕和壓縮聚變燃料使其發生聚變。
-間接驅動(Indirect Drive):是指將激光束注入到腔體內,利用激光與腔壁的等離子體相互作用產生的X光來燒蝕和壓縮聚變燃料,并使其發生聚變。
NIF概覽
作為全球激光聚變裝置的焦點,NIF從1994年開工建設,選址在美國加利福尼亞州的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL) ,由國家核安全局 (National Nuclear Safety Administration,NNSA) 維護。2009年5月,NIF順利完工。裝置整體占地21,368平方米,共耗資34億美元。