燃烧 ICF 胶囊内爆的粒子模拟
等离子体物理
2025-06-04 v1 计算物理
摘要
在国家点火装置（NIF）的高产额打靶中观察到的中子能谱偏移异常表明存在超热离子，这意味着动理学效应在燃烧的惯性约束聚变（ICF）等离子体中起着重要作用。此外，最近对飞行中反应（RIF）中子的测量为高能 alpha 粒子和上散射燃料离子在燃烧燃料区域中的阻止本领提供了直接探测。我们开发了粒子模拟代码 PICNIC，这是一个严格能量守恒的粒子模拟蒙特卡洛碰撞（PIC-MCC）代码，用于模拟 ICF 中的燃烧阶段。我们展示了 NIF N210808 打靶的一维球形模拟结果。我们发现，由大角度卢瑟福散射和核弹性散射（NES）与聚变 alpha 粒子相互作用产生的超热离子，产生了与实验一致的 alpha 击穿中子（AKN）信号。我们还发现，纳入大角度散射物理并不能解释实验中观察到的异常大的能谱偏移。
引用
@article{arxiv.2506.02273,
title = {Particle-in-Cell Simulations of Burning ICF Capsule Implosions},
author = {Johannes J. van de Wetering and Justin R. Angus and W. Farmer and V. Geyko and D. Ghosh and D. Grote and C. Weber and G. Zimmerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.02273},
year = {2025}
}