低密度泡沫金提升黑腔辐射源品质研究

Generating high temperature clean symmetrical radiation source by the interaction of high power laser with high-Z hohlraum is one of the important research contents of high energy density physics. Finding ways to improve radiation source quality is continued. This project group points out a new ways of Au foam to improve the blackbody radiation source. We are going to study the energy ratio, plasma fill and radiation spectrum with initial wall density, and get the required foam density to optimize the radiation source. Experiments will be carried out to confirm that foam hohlraum has higher radiation temperature, and improves the emission spectral character. This project will give a new view to improve radiation source, also, the hohlraum radiation source quality could be enhanced when foam hohlraum method work together with the existing improvement ways.

黑腔广泛应用于高能量密度物理研究领域，利用高功率激光与高Z材料黑腔作用产生的高品质（高温性、干净性、均匀性）辐射源是实现激光聚变点火的关键技术之一，目前提升辐射源品质的措施仍在不断探索中。项目组在国内外已有研究基础上，提出利用泡沫金腔壁提升黑腔辐射源品质的研究思路。项目拟模拟研究黑腔能量分配、黑腔等离子体填充以及发射光谱与腔壁初始密度的依赖关系，得到有利于黑腔辐射源的泡沫金密度要求。并开展平面分解实验和黑腔综合实验，研究泡沫金腔壁的等离子体分布特点，验证理论模拟结果。该项目的实施可为黑腔辐射源品质的提升提供一种新的思路，且泡沫黑腔方法可与现有改进措施共同作用，相互促进。

黑腔广泛应用于高能量密度物理研究领域，利用高功率激光与高Z材料黑腔作用产生的高品质辐射源是实现激光聚变点火的关键技术之一。本项目提出了利用泡沫金腔壁提升黑腔辐射源品质的研究思路，并开展模拟及实验工作，研究了泡沫腔壁黑腔辐射源的特点。模拟结果表明一定范围的低密度泡沫材料可提高X光再发射率，且其等离子体向外膨胀速度小，可抑制黑腔内的等离子体填充。0.4 g/cc的泡沫金实验验证了该模拟结果，相比固体金，该密度下泡沫金可提升~20%的再发射能流，黑腔内等离子体>2 keV的发光前沿运动速度下降~35%。同时，黑腔发射谱的测量表明泡沫金提升的X射线以0.3-1 keV的软X射线为主，有利于驱动靶丸烧蚀。综合来说，泡沫腔壁有利于形成高温、干净的辐射场环境。该课题研究结果明确了泡沫材料的优势，为泡沫材料在间接驱动惯性约束聚变中的应用提供支撑。