Observación de la mejora de la mezcla cinética en implosiones OMEGA de cáscara delgada

Área de la Ciencia:

• Física de alta densidad de energía
• Fusión por confinamiento inercial
• Física de plasmas

Sus antecedentes:

• Las implosiones impulsadas por choque en OMEGA utilizando objetivos de cáscara delgada (6 µm) exhiben una mezcla de cáscara significativa.
• Los experimentos con reactivos separados muestran un pico anterior en la emisión nuclear en comparación con los experimentos de control.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo detrás de la mezcla de cáscaras en implosiones de cáscara delgada.
• Diferenciar entre mecanismos de mezcla hidrodinámicos y cinéticos.
• Comparar las predicciones de simulación con los datos experimentales.

Principales métodos:

• Experimentos con reactivos separados en OMEGA con objetivos de cáscara delgada (6 µm).
• Análisis de la historia de la reacción D³He-p resuelta en el tiempo.
• Simulaciones cinéticas de iones y simulaciones hidrodinámicas con modelos de mezcla difusiva.

Principales resultados:

• Los experimentos de cáscara delgada muestran una emisión nuclear máxima (50±20) ps antes, en contraste con las cáscaras más gruesas.
• Las simulaciones cinéticas de iones coinciden estrechamente con el rendimiento de mezcla y la temperatura experimental.
• Las simulaciones hidrodinámicas con modelos difusivos subestiman significativamente el rendimiento de mezcla.

Conclusiones:

• Los mecanismos cinéticos son los principales impulsores de la mezcla de cáscaras en estas implosiones de cáscara delgada.
• Este mecanismo de mezcla cinética es significativo incluso a bajas densidades donde fallan los modelos difusivos.
• Los hallazgos impactan varios experimentos de fusión impulsados por láser y modelos de conducción de calor.