考虑施加磁场的惯性约束聚合热点模型
等离子体物理
2025-08-15 v1
摘要
对惯性约束聚合 (ICF) 实验施加磁场可使压缩燃料电子磁化，从而抑制热损失，增加温度和聚合产量。在美国不灭火台 (NIF) 的间接驱动实验中，施加 12 T 和 26 T 磁场可实现最高达 的温度提升、3 倍的聚合产量提升，并表明磁化会改变径向温度轮廓 [J.D. Moody 等人，Phys. Rev. Lett. 129, 195002 (2022), B. Lahmann 等人，APS DPP 2022]。本文发展了一个半解析的热点模型，考虑施加轴向磁场导致的二维 Braginskii 各向异性热流。首先，我们指出热点磁化会改变径向温度轮廓，增加中心峰度，这在中等磁化（施加 8-14 T 场）的实验中尤为显著，与无磁化（无施加场）和高度磁化（26 T 或更高场）实验相比。该模型解释了实验数据中类似温度轮廓变化的趋势。接下来，我们推导考虑磁化对热导及径向温度（和密度）轮廓变化的气体填充 (Symcap) 热点模型。利用该模型，我们计算了中心温度放大和产量提升随施加磁场的比例关系。中心温度准确拟合实验数据，而产量的偏差提示存在系统性（与施加场无关）的退化，如混合现象，以及参考无磁化实验中可能的退化，如激光驱动减弱、爆炸不对称增加，或磁场抑制了 ablator 混合进入热点。
引用
@article{arxiv.2503.00186,
title = {Hot-spot model for inertial confinement fusion implosions with an applied magnetic field},
author = {R. C. Spiers and A. Bose and C. A. Frank and B. Lahmann and J. D. Moody and H. Sio and D. J. Strozzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00186},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 8 figures. The following article has been submitted to Physics of Plasmas. After it is published, it will be found at https://pubs.aip.org/aip/pop