NIF 上间接驱动磁化内爆的设计与建模

本文讨论了利用磁场提高国家点火装置（NIF）上黑腔驱动内爆性能的方法。重点在于磁绝缘惯性约束聚变（ICF），其中磁场的主要作用是减少来自压缩热点区的电子热损失和 $\alpha$ 粒子损失（磁压处于次要地位）。我们总结了实现这一状态的要求。介绍了近期 NIF 磁化黑腔实验的设计。这些实验接近于较早的三冲击、高绝热（BigFoot）活动中的发射，但受到以下约束：磁化 NIF 靶必须在室温下进行部署，并且使用 < 1 MJ 的激光能量，以避免受激布里渊散射造成光学元件损坏的风险。我们展示了原始磁化黑腔平台以及后来一种能产生更高热点温度的变体的结果。在这两种平台中，高达 28 T 的外加场（在靶丸中心处）增加了聚变产额和热点温度。展示了使用 Lasnex 代码对这些发射进行的综合辐射磁流体力学建模，其中开发了激光功率乘数和交叉束能量转移（CBET）的饱和钳位，以匹配靶丸发射峰值时间和热点 X 射线图像的 P2 Legendre 矩。由此产生的聚变产额和离子温度与测量到的场的相对效应吻合较好，尽管绝对模拟产额比数据高 2.0-2.7 倍。对于有外加场和无外加场的实验，调谐参数和产额差异具有可比性，表明该模型充分捕捉了场效应。在一次 BigFoot NIF 发射的模拟中依次加入了自生成场和外加场，以了解它们如何改变靶动力学。