分级 Z 箍缩的可行性与性能：基于 FLASH 与 MACH2 的一维研究
等离子体物理
2024-04-04 v2 计算物理
摘要
Z 箍缩平台构成了聚变能源研究的一条有前景的途径。在此，我们给出使用 FLASH 和 MACH2 代码对分级 Z 箍缩（SZP）概念的一维数值研究。我们讨论了利用两个包含 Z 箍缩相关物理的解析基准对代码进行的验证，从而建立对代码建模此类实验能力的信心。随后，FLASH 被用于模拟两种不同的 SZP 构型：氙气体 puff 衬套（SZP1*）和银固体衬套（SZP2）。SZP2 结果与此前发表的 MACH2 结果进行比较，并给出了关于 SZP1* 的新的代码间对比。在使用理想状态方程和解析输运系数下，FLASH 对 SZP2 方案给出燃料收敛比（CR）约 39，质量平均燃料离子温度略低于 1 keV，显著低于全物理 MACH2 预测。对于新的 SZP1* 构型，全物理 FLASH 模拟给出大且固有不稳定的 CR（> 300），但实现了数 keV 的燃料离子温度。虽然 MACH2 也预测高温，但燃料在更小 CR 处停滞。集成的代码间对比揭示了磁绝缘、热传导和辐射输运如何影响平台性能以及 SZP 概念的可行性。
引用
@article{arxiv.2311.07755,
title = {Feasibility and Performance of the Staged Z-Pinch: A One-dimensional Study with FLASH and MACH2},
author = {Edward C. Hansen and Fernando Garcia-Rubio and Marissa B. P. Adams and Milad Fatenejad and Kasper Moczulski and Paul Ney and Hafiz U. Rahman and Adam C. Reyes and Emil Ruskov and Victor Tranchant and Petros Tzeferacos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.07755},
year = {2024}
}