粒子在细胞模拟燃烧的惯性束聚变囊爆炸
Johannes J van de Wetering1, Justin R Angus1, W Farmer1
1Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California 94551, USA.
在惯性封闭融合 (ICF) 实验中的超热离子与α粒子散射有关. 模拟显示这些离子产生与实验观测一致的信号,尽管它们不能完全解释光谱变化.
科学领域:
- 等离子体物理学的物理学
- 核聚变是一种核聚变.
- 计算物理 计算物理
背景情况:
- 美国国家点火设施 (NIF) 中中子光谱转移的异常表明,在燃烧的惯性封闭融合 (ICF) 等离子体中存在超热离子.
- 在ICF中,动力效应越来越被认为是重要的.
- 飞行中的反应中子 (RIF) 提供了一种研究燃烧燃料停止功率的方法.
研究的目的:
- 为了模拟ICF的燃烧阶段,使用一种新的粒子在细胞中的蒙特卡洛碰撞 (PIC-MCC) 代码.
- 调查超热离子在ICF中的作用,特别是那些由α粒子散射产生的离子.
- 为了将模拟结果与NIF拍摄N210808.8的实验数据进行比较.
主要方法:
- 开发精确节能的PIC-MCC代码,命名为PICNIC.
- 1D球形模拟NIF拍摄N210808,这是一个超越劳森标准的里程碑式实验.
- 对由大角拉瑟福和核弹性散射 (NES) 产生的α敲击中子 (AKN) 信号的分析.
主要成果:
- 皮克尼克模拟产生了一种AKN信号,与NIF点火实验中观察到的范围和产量一致.
- 通过与核聚变α的大角度散射产生的超热离子被确定为AKN信号的来源.
- 纳入大角度散射物理学并没有完全解释实验观察到的异常中子光谱变化.
结论:
- 这项研究验证了由α散射产生的上皮离子在ICF中子诊断中的作用.
- 虽然与AKN信号一致,但当前的模型无法解释观察到的中子光谱转移的全部程度.
- 需要进一步的研究,才能充分理解导致ICF中子光谱异常的动力效应.
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