近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在燒蝕瑞利-泰勒不穩(wěn)定性研究方面取得進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)通過二維輻射流體力學(xué)模擬，得到了燒蝕瑞利-泰勒不穩(wěn)定性增長率隨驅(qū)動(dòng)激光波長的變化，為完善燒蝕瑞利-泰勒不穩(wěn)定性理論提供了新的依據(jù)。相關(guān)研究成果以“Effect of laser wavelength on growth of ablative Rayleigh–Taylor instability in inertial confinement fusion”為題，發(fā)表于Matter and Radiation at Extremes。

在慣性約束聚變（ICF）中，燒蝕瑞利-泰勒不穩(wěn)定性（ARTI）的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火和獲得更高聚變增益的最大障礙，其在線性增長階段的增長率通常使用改進(jìn)的Lindl公式計(jì)算。然而，以往的研究和工程設(shè)計(jì)并未考慮激光波長對ARTI增長的影響。此外，ARTI增長理論在激光波長更短時(shí)的有效性尚未得到驗(yàn)證。

研究團(tuán)隊(duì)使用二維輻射流體力學(xué)模擬研究了ICF中激光波長對ARTI增長的影響。研究發(fā)現(xiàn)特定波長范圍的極紫外激光可以更好地控制ARTI的增長，并且具有更高的能量耦合效率，從而降低聚變點(diǎn)火所需的激光能量并獲得更高的聚變能量增益。相比之下，在激光波長較長或較短的情況下，ARTI的增長率都較大。研究還驗(yàn)證了ARTI增長理論在激光波長更短時(shí)的有效性，并分析了導(dǎo)致偏差的原因。這項(xiàng)研究有利于更好地理解ICF過程，完善ARTI增長理論，從而為今后的ICF工程設(shè)計(jì)提供有價(jià)值和有意義的參考。

原文鏈接

圖1 激光作用時(shí)間內(nèi)ARTI的平均增長率隨波長的變化

圖2 理論ARTI增長（虛線）與模擬結(jié)果的偏差