利用相似缩放探索 MagLIF 内爆的参数空间 III. 上升时间缩放

磁化套筒惯性聚变（MagLIF）是在桑迪亚国家实验室 Z 装置上研究的 z 箍缩磁惯性聚变（MIF）概念。表征向 z 箍缩负载输送电流的两个重要指标是峰值电流与电流上升时间（大致为达到峰值电流的时间间隔）。已知当以更长电流上升时间驱动 z 箍缩负载时，z 箍缩的性能下降。然而，理解并量化该效应的理论仍属缺乏。在本文中，我们利用基于相似缩放的框架，解析研究在改变电流上升时间（或等价地，内爆时间尺度）时 MagLIF 负载性能的变化。为保持内爆间的相似性，我们给出了定义 MagLIF 负载的实验输入参数的缩放方案，并推导了停滞条件与各类性能指标的缩放律。我们将理论的预测与采用辐射、磁流体力学代码 HYDRA 的二维数值模拟进行比较。对于若干指标，我们发现理论与模拟间具有可接受的相符性。我们的结果表明，MagLIF 负载附近的电压遵循弱缩放律 $\smash{\varphi_{\rm load} \propto t_\varphi^{-0.12}}$（相对于电压源的特征时间尺度 $t_\varphi$），而非理想的 $\smash{\varphi_{\rm load} \propto t_\varphi^{-1}}$ 缩放。这是因为 MagLIF 负载的内爆高度必须增加以保持端部损失。作为更长内爆套筒的后果，所需的总激光预热能量与输送电能均增加。总体而言，本研究或可有助于理解在考虑具有更短与更长电流上升时间的未来脉冲功率发生器时 MagLIF 设计空间的权衡。