等離子物理學/慣性約束聚變ICF
< 電漿物理學
導論
[編輯]- 本章介紹ICF 的基本思想：以雷射或離子束對靶丸進行對稱壓縮與點火。
- 目標：理解壓縮倍率、點火條件、能量耦合與不穩定性控制。
壓縮與點火
[編輯]- 通過外層燒蝕產生反衝壓力，實現內層壓縮
- 需要高壓縮比與中心熱斑形成
能量耦合
[編輯]- 雷射-等離子體相互作用將能量傳入吸收區
- 電子熱傳導與輻射傳輸向內層傳遞能量
α粒子自熱
[編輯]- 點火後α粒子在熱斑沉積能量，維持高溫
- 要求足夠光學厚度與約束時間
點火判據
[編輯]- 簡化形式： 達到若干 級別
- 溫度與密度需滿足核反應速率與自熱平衡
驅動方案
[編輯]- 直接驅動：雷射直接照射靶丸表面
- 間接驅動：利用腔體將雷射轉為X 射線間接照射
- 混合驅動以改善對稱性與耦合效率
不穩定性
[編輯]- Rayleigh–Taylor 在加速階段放大擾動
- Richtmyer–Meshkov 與KHI 影響殼層完整性
- 需脈衝整形與譜調製控制增長
雷射等離子體效應
[編輯]- 受激拉曼散射（SRS）與受激布里淵散射（SBS）導致反射與側向能量損失
- 兩等離子體不穩定性（TPD）影響熱電子產生
預熱與混雜
[編輯]- 高能電子預熱降低可壓縮性
- 殼層-燃料混雜破壞點火條件
診斷與測量
[編輯]- 中子產額、時序與譜線分析判斷點火程度
- X 射線成像與背光照明觀察幾何對稱性
- 反射率與散射譜估計雷射耦合與不穩定性
數值模擬
[編輯]- 輻射流體動力學代碼耦合多物理（吸收、傳導、輻射、核反應）
- 需要多維與高解像度以解析不穩定性與混合
工程與材料
[編輯]- 靶丸製造的同心度與表面粗糙度控制
- 腔體材料與幾何優化吸收效率與均勻性
近期進展概覽
[編輯]- 高增益實驗的里程碑與挑戰（量級描述）
- 提升脈衝整形與多束同步的策略
小練習
[編輯]- 解釋直接驅動與間接驅動的差異及優缺點
- 討論Rayleigh–Taylor 不穩定性對ICF 的影響與控制手段
- 說明SRS 與SBS 如何影響能量耦合
- 設計一個診斷方案評估點火程度
- 分析殼層製造公差對壓縮對稱性的影響