劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员回顾性地证实，在该实验室的国家点火装置(NIF，世界上能量最高的激光器)首次实现点火之前，内爆不对称性是聚变实验的一个主要方面。

研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上，题为《低模对称性对燃烧等离子体状态下惯性聚变能量输出的影响》。这项研究由劳伦斯利弗莫尔国家实验室惯性约束聚变(ICF)研究物理学家乔·拉尔夫、史蒂文·罗斯和Hybrid-EICF项目前负责人亚历克斯·齐尔斯特拉共同领导。

2021年，间接驱动ICF实验实现了燃烧等离子体状态，中子产额超过170kJ，约为2019年记录的三倍，是点燃等离子体的必要阶段。尽管存在多种退化因素(包括不对称性)，导致性能高度不稳定，但实验结果仍然取得了成功。拉尔夫说，这一里程碑是朝着2022年12月5日实现点火迈出的关键一步。

拉尔夫说，ICF实验中对称性的重要性，就像试图驾驶一架左翼很重的飞机。当你还在地面上时，相对机翼重量并不重要，但当你试图起飞时，它会产生很大的影响。实现燃烧等离子体就像起飞一样。

“达到燃烧等离子体状态对我们来说是一个关键时刻，”拉尔夫说。“它验证了多年的理论和实验工作，并为未来的进步奠定了坚实的基础。”

论文首次提出了燃烧等离子体状态下模式2不对称的经验退化因子，以及先前确定的辐射混合和模式1不对称的退化。分析表明，将这三种退化纳入2017-2018年开发的理论聚变产量缩放中，可以将NIF上两个性能最高的实验活动中测得的聚变性能变化控制在误差范围内。

“在我们的聚变实验中，实现对称性至关重要，”拉尔夫说。“如果等离子体没有均匀压缩，能量就无法有效控制，性能就会受到影响。通过了解和纠正这些不对称，我们可以确保点火条件恰到好处，就像确保飞机在起飞前保持平衡一样。”

论文重点介绍了团队如何量化燃烧等离子体状态下对模式2不对称的性能敏感性，并将结果以经验退化因子的形式应用于1D聚变性能模型。此外，团队通过一系列集成的2D辐射流体动力学模拟确定，只有当包括α加热时，对模式2的敏感性才与实验确定的敏感性一致。

“通过分离和量化2型退化，我们能够改进模型并提高预测的准确性，”拉尔夫说。“这些发现强调了不断改进和了解影响聚变性能的变量的重要性。通过识别和考虑这些退化因素，我们能够更好地评估实验的性能并做出更明智的决策。这是实现点火的重要一步。”

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