Das 1D-Modell hilft bei der Klärung der Implosionsleistung bei NIF

0

Diese Bilder zeigen verschiedene Laserprofile, die in der Inertial Confinement Fusion-Forschung verwendet wurden, und liefern den Versuchsaufbau für die VISAR-basierte Stoßgeschwindigkeitsmessung und repräsentative Streifendaten. Bildnachweis: Lawrence Livermore National Laboratory

In einem Artikel in Physics of Plasmas haben Forscher ein Kompressionsskalierungsmodell entwickelt, das mit 1D-Implosionssimulationen verglichen wird, die eine Vielzahl relevanter Implosionsdesigns umfassen. Dieses Modell wird verwendet, um Komprimierbarkeitstrends über alle vorhandenen Implosionsdaten für Schichten mit indirektem Antrieb für drei Ablatoren zu vergleichen.

“Das beste Maß an Kompression der verschiedenen Konstruktionen von Implosionen mit indirektem Antrieb bei NIF, bei denen Kunststoffpolymer- und Berylliumschalen verwendet wurden, entspricht den Erwartungen eines einfachen Physikmodells”, sagte Otto “Nino” Landen vom Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) diente als Hauptautor. “Dies hat es uns ermöglicht, bestimmte zuvor angenommene Effekte wie das Vorheizen heißer Elektronen auszuschließen.”

Eine Hauptausnahme sind die Kohlenstoffschalen mit hoher Dichte, die bisher unabhängig von den Bedingungen des Laserantriebs ein bemerkenswert konstant niedrigeres Kompressionsniveau aufwiesen, sagte er.

“Das Erreichen einer Zündung wird grundsätzlich als Kompromiss zwischen mehr Energie, die an die Kapsel gekoppelt ist und effizientere Hohlräume oder einen größeren Laser erfordert, und einer Verbesserung der Kapselkompression anerkannt”, sagte Landen. “Daher schien es wichtig zu sein, zu verstehen, was uns die NIF-Implosionsdatenbank bisher über Kompressionstrends bei der Variation von Laser- und Kapselparametern gesagt hat, um weitere Forschungen zur Verbesserung der Kompression zu motivieren, ohne notwendigerweise auf einen höheren Laserenergiebedarf zurückgreifen zu müssen.”

Diese Trendarbeit ist Teil der Verbesserung des Verständnisses und der Optimierung der ICF-Implosionsleistung auf der Suche nach einer robusten Zündung, die auch auf die ICF-Datenbank mit Direktantrieb angewendet werden kann.

Die Arbeit wurde durchgeführt, indem zunächst ein einfaches analytisches Modell für den Grad der Kapselkompression als Funktion verschiedener Laser- und Kapselparameter durch Vergleich mit 1D-Simulationen validiert wurde.

Anschließend verglichen die Forscher die Skalierung des Kompressionsmodells mit allen bisher aufgenommenen kryogenen NIF-Implosionen unter Verwendung einer Kombination aus vorhandenen optischen, Röntgen- und Nukleardaten, was im Wesentlichen einem physikalisch fundierten empirischen Ansatz entspricht. Dies erforderte auch die Entwicklung von ungefähren analytischen Modellen, um die erwartete Kompressibilität der Implosion mit dem durch das NIF VISAR-System gemessenen röntgengetriebenen Druckprofil im Hohlraum in Beziehung zu setzen.

Landen sagte, da die Kohlenstoffschalen mit hoher Dichte trotz der in diesem Artikel vorgestellten reduzierten Kompressionstrends derzeit die besten Neutronenausbeuten liefern, haben sich die Forscher verstärkt darauf konzentriert, physikalisch basierte Hypothesen wie hydrodynamische Instabilitäten zu testen, die zu einer Vermischung zwischen Schale und DT führen, und Noch nicht getestete Schemata zur Verbesserung der Kompression bei hochdichten Kohlenstoffschalenimplosionen.

Landen sagte, da die Kohlenstoffschalen mit hoher Dichte trotz der in diesem Artikel vorgestellten reduzierten Kompressionstrends derzeit die besten Neutronenausbeuten liefern, haben sich die Forscher verstärkt darauf konzentriert, physikalisch basierte Hypothesen wie hydrodynamische Instabilitäten zu testen, die zu einer Vermischung zwischen Schale und DT führen, und Noch nicht getestete Schemata zur Verbesserung der Kompression bei hochdichten Kohlenstoffschalenimplosionen.

Das könnte dir auch gefallen
Hinterlasse einen Kommentar

Das 1D-Modell hilft bei der Klärung der Implosion…

Lesezeit: 2 min
0