热核聚变α粒子动量沉积在热核燃烧动力学中的作用
等离子体物理
2025-11-11 v1
摘要
在惯性约束聚变中，DT聚变α粒子不仅携带能量，还携带可观的动量，这在热核燃烧模型中通常被忽略。在中心热点点火方案中，热点必须自行加热并在被拆解前传播热核燃烧。使用包含蒙特卡罗α粒子传输模型的辐射水动力学仿真，我们研究了α动量沉积在从亚点火到稳健点火 regimes 中的影响，通过从美国国家 ignition 装置（NIF）进行 hydrodynamic 缩放。我们发现，有效的α粒子 ram压加速了燃烧中的外壳，减少了热点的压缩，增加了解体速率并降低产量。这导致当前NIF规模下产量降低约30%，在更大的hydrodynamic规模下仍保持约10%的惩罚。这些结果表明，α动量沉积对当前点火规模的 implosion 是一个显著效应，必须在点火准则、燃烧模型和高增益惯性约束聚变设计中包含。
引用
@article{arxiv.2511.06154,
title = {Fusion alpha particle momentum deposition in thermonuclear burn dynamics},
author = {A. J. Crilly and B. D. Appelbe and E. A. Ferdinandi and S. T. O'Neill and H. Biragnet and N. Chaturvedi and J. P. Chittenden and B. Duhig and P. W. Moloney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.06154},
year = {2025}
}