近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所“神光Ⅱ”升級(jí)(SGⅡU)高功率激光物理綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上開展的快點(diǎn)火集成實(shí)驗(yàn)取得進(jìn)展, 相關(guān)成果以Enhanced energy coupling for indirect-drive fast-ignitionfusion targets 為題發(fā)表于《自然-物理》(Nature Physics)。該研究成果由中國工程物理研究院激光聚變研究中心、北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所、中物院研究生院、國防科技大學(xué)、北京大學(xué)、深圳技術(shù)大學(xué)和中科院上海光機(jī)所聯(lián)合組成的激光聚變研究團(tuán)隊(duì)共同完成，開展的間接驅(qū)動(dòng)高增益激光聚變快點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)獲得了國際較高水平的內(nèi)爆中子產(chǎn)額。
“神光Ⅱ”升級(jí)裝置作為我國支持激光慣性約束聚變(ICF)快點(diǎn)火研究的物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，經(jīng)過近十年的技術(shù)攻關(guān)，于2016年進(jìn)入試運(yùn)行階段，2017年圓滿完成綜合性能驗(yàn)收，進(jìn)入正式運(yùn)行。該裝置由八路萬焦耳級(jí)納秒激光束線和一路千焦耳級(jí)皮秒激光束線組成。納秒萬焦耳激光束具有脈沖任意整形、焦斑勻滑等全域精密調(diào)控能力。皮秒短脈沖激光束具有焦斑<25μm，聚焦功率密度>1019W/cm2，信噪比>108，脈寬在0.5~10ps范圍內(nèi)任意可調(diào)的高功率密度輸出能力。
憑借良好的輸出性能，“神光Ⅱ”升級(jí)裝置可實(shí)現(xiàn)高能量、高聚焦功率密度、高瞄靶精度、高同步精度、超短超強(qiáng)脈沖與大能量納秒脈沖組合打靶的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，滿足物理用戶復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)需求，目前廣泛服務(wù)于激光聚變快點(diǎn)火、新型驅(qū)動(dòng)方案探索研究、實(shí)驗(yàn)室天體物理、地球物理、材料物理、強(qiáng)激光驅(qū)動(dòng)粒子束、激光醫(yī)學(xué)、高能量密度物理、等離子體物理等前沿基礎(chǔ)研究，并取得了一系列重要成果。
此次物理實(shí)驗(yàn)是激光聚變研究團(tuán)隊(duì)在“神光Ⅱ”升級(jí)裝置上創(chuàng)新性地采用間接驅(qū)動(dòng)快點(diǎn)火方式對靶丸進(jìn)行預(yù)壓縮，克服了傳統(tǒng)快點(diǎn)火用激光直接燒蝕靶丸的諸多缺陷，獲得的內(nèi)爆中子產(chǎn)額增加了280倍，顯著提升了快點(diǎn)火的能量耦合效率。
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