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上海光机所知识创新工程试点工作简报

（第一七九期）

2006年1月26日

上海光机所激光核聚变快点火新方案基础物理研究取得系列重要进展

 
    上海光机所强场激光物理国家重点实验室(原强光光学重点实验室)近年来在激光核聚变快点火新方案相关的基础物理研究方面取得系列重要进展。
    激光核聚变研究对解决未来能源问题具有重大意义，激光核聚变快点火新方案作为一种极其重要的聚变点火方案，在国际上受到广泛重视。强场激光物理国家实验室基于其在激光等离子体物理和强场激光物理研究领域的长期工作积累，近几年来在激光核聚变快点火方案的多个方面进行了深入的研究，取得系列重要进展。研究成果已在Phys. Rev. Lett., Phys. Rev.等国际著名物理学期刊上发表, 并得到了国际同行的重点引用与高度评价。
    相对论强度超短脉冲激光在等离子体中传输是实现快点火首先要解决的问题，他们研究了相对论自聚焦形成的通道（Relativistic channeling by intense laser pulse in overdense plasmas, Phys. Rev. E 68，026501(2003)）和传输中的各种不稳定性，还研究了只有几个光周期的相对论强度激光在等离子体中的孤子传播行为（Ultrashort relativistic electromagnetic solitons, Phys. Rev. E 70, 036403(2004)），初步探索了超快点火方案。
    高能电子的产生是快点火方案涉及的基本问题之一，他们从多个角度开展了相关研究，发现了若干新机制与新规律（Phys. Rev. Lett. 85(3), 570(2000)； Phys. Plasmas 12, 013105 (2005) ；Phys. Rev. E 68, 046407(2003)），有关工作得到了国际同行的认可和广泛引用，特别是他们最新提出的小靶整体加速方案有可能解决超高强度电流电子束的传输问题（Direct acceleration of solid-density plasma bunch by ultraintense laser，Phys. Rev. E 72, 046401(2005)）。
    高能电子（离子）传输和能量沉积是实现快点火的关键问题，他们在这方面也开始取得进展。随着激光技术的迅速发展，激光功率密度不断提高，光压的作用凸现出来，他们对相对论强度激光的光压特性研究已较为深入（Phys. Rev. Lett.89, 275004(2002)；Phys. Rev. E 65, 016405(2002)；Phys. Plasmas. 8(3), 1003-1010(2001)）。在此基础上他们最近提出了激光约束聚变（Laser-confined fusion, Phys. Rev. E, 71, 015401(R), (2005)），这有可能突破惯性约束的限制。他们还提出了在压缩燃料核外形成点火热斑再送入压缩燃料核的点火新设想（Hot spot formation outside of the fusion-fuel core, Phys. Plasmas 12, 124501(2005)），是对现有快点火方案的可能改进。

（强场激光物理国家重点实验室供稿）

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