谢兴龙

(中国科学院 上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室，上海 201800)

引 言

自从发现热核聚变是太阳的能源后，科学家们就已经梦想能驾驭这种聚变的能量，但是将氢原子和氘氚聚合到一起，形成氦核并释放出巨大的能量，同时形成可持续的自持燃烧,这一过程在地球上是极难实现的。实验揭示，一场核爆所产生的喷射物质其高能量密度状态所呈现的压力和温度与太阳的活动同样量级，这直接催生了在实验室内利用小型核爆来实现聚变反应以获取能量的想法，早前的研究一直集中在磁约束聚变的方法上，到了上世纪60年代，随着高功率激光技术的发展，美国和我国科学家几乎同时提出了利用高功率激光驱动器轰击氘氚靶丸实现聚变反应的手段，并称之为惯性约束核聚变(ICF)。在惯性约束核聚变条件下，产生的等离子体燃料必须受控在1011atm大气压下，根据等离子体物理理论的要求，只有在获得的聚变能量至少实现得失相当，才能实现真正意义上的聚变点火。而高能量密度物理一个通俗意义上的判据是指：激光能量的沉积密度达到了1011J/m3的情况，依据这个界定，惯性约束核聚变(包括快点火聚变)属于高能量密度物理的研究范畴，它包括了：核材料特性研究、可压缩动力学研究、辐射流体动力学研究、惯性约束聚变手段研究等[1-3]。

图1 两种方式的激光惯性约束核聚变示意图

惯性约束核聚变研究不但在能源方面具有重要意义，由于其研究对象以及过程的特殊性，对一个国家的国防和战略安全也是至关重要的，因此包括美国、中国、欧盟以及英、日等其他国家和地区都投入了大量的人力和经费开展了相关研究。……