基于温度冲击的冷冻靶氘氘冰层结晶生长行为研究

摘要

惯性约束聚变冷冻靶中氘氘(D2)冰层的质量对聚变实验的成功与否起重要作用.目前文献报道的制备冷冻靶D2冰层的方法并不具备好的可操作性,且技术、工艺不定型,制约了高质量冰层的形成.因此,本文采用将温度梯度、降温速率和温度冲击相结合的技术实现燃料冰层在靶丸内的均化.通过温度控制以及施加温度冲击可控地形成残留冰,并在残留冰的控制技术基础上,实现了高质量冰层的可控结晶生长.同时,研究了温度控制对靶丸内D2冰层品质的影响和D2冰层结晶生长的过程,并应用晶体生长动力学理论分析了D2冰层结晶生长行为.从背光阴影图像中的D2冰层亮环可知,D2冰层均匀度为85.2％、厚度为40.35μm、内表面粗糙度为2.15μm.本方法拓宽了超低温下D2冰籽晶控制、晶体生长技术,为DT冷冻靶中冰层均化打下了坚实基础,并形成了一定的技术储备.