点火冷冻靶氘氚工艺研究进展

摘要

目前已知的轻核聚变反应中,氘氚聚变需要的温度最低,最有希望在实验室实现聚变燃烧,有望在未来实现聚变电站发电.实现聚变点火,氘-氚燃料需要达到高温高密度(几千万度、1000倍氘氚液体密度)条件,才能实现聚变点火.相对气体靶丸,低温冷冻靶具有较高的燃料密度,降低了对驱动器驱动能量的要求,获得更高的能量增益,在惯性约束聚变时中子产额有明显提高.为此,国际国内聚变点火研究的基准靶型均为氘氚冷冻靶:薄壁大空腔结构,外层是烧蚀层(塑料、铍等),内层是主燃料层(氘氚冰),中心是氘氚气体,烧蚀层和主燃料层的厚度远小于靶丸的外半径.氘氚冰厚度80～100μm,氘氚冰表面粗糙度0.5～1.0μm,中心氘氚气体燃料密度0.3～0.5mg/cm3.