唐 鹏，代云雅，廖其龙,*

(1.西南科技大学 环境友好能源材料国家重点实验室，四川 绵阳 621010；2.西南科技大学 材料科学与工程学院，四川 绵阳 621010)

随着社会发展与时代进步，传统能源可能在未来无法满足人类的需求。核聚变能[1-2]是一种新型能源，主要是由较轻的原子核(如氘氚)在高温、高压下结合成较重的原子核，同时释放出巨大能量。为有效利用聚变能，国际上提出了惯性约束核聚变(ICF)，其主要采用高能激光束聚焦于聚变靶丸上，在极短时间迅速加热并压缩聚变燃料，使聚变燃料在分离前发生聚变反应，获得聚变能[3-5]。惯性约束核聚变为人类寻找新能源开启了一个新方向。

为在ICF中实现间接驱动点火，冷冻靶成为首选靶型。冷冻靶对靶丸质量要求极高，需要靶丸中的氘氚(DT)冰层必须均匀(99%)且足够光滑(内表面粗糙度均方根小于1 μm)[6-7]，以避免瑞利-泰勒不稳定，提高能量增益。为达到点火要求，冷冻靶的制备对环境、设备、结构和材料均有很高的要求。热力机械封装套结构(TMP)由黑腔与套筒组成，它是制备冷冻靶的关键设备。本文通过数值模拟方法，得到不同套筒材料及壁厚、黑腔结构对靶丸表面温度分布的影响规律，分析不同套筒材料、结构以及黑腔结构的组合，最终得出1种最优组合，以使靶丸表面温度场更加均匀。

1 冷冻靶计算模型建立

1.1 冷冻靶模型结构

本文设计的冷冻靶结构和靶丸模型[8-9]以美国国家点火装置NIF作为参考[10-13]，如图1所示。最外部为套筒，套筒与黑腔接触，材料为金，如图2所示。……