Сокол24路激光装置：球面辐照靶实验与热核聚变研究

"本文主要介绍了‘Сокол’24路大功率激光装置，这是一种用于球面辐照靶实验的设备，特别关注于激光能量吸收效率和热核聚变的可能性。文章提到了实验中的关键参数，如峰值功率、光辐射发散度以及激光脉冲能量，并探讨了该装置在受控热核聚变研究中的应用潜力。" 在描述的实验中，‘Сокол’激光装置展现了其卓越的能力，能够达到0.4兆兆瓦的峰值功率，光辐射发散度约为3×10^-14弧度。这样的性能使得该装置可以产生1300焦耳的激光脉冲能量。通过优化设计，当辐照效率在50%至70%之间时，12道几何光路的靶系统能够实现照度均匀性在10^-2至10^-1范围内。实验初期，研究者专注于研究激光能量吸收效率，利用“冲击波”法评估吸收效果。提出了一种气体动力学方案，该方案在考虑激光加热靶的特点后，实现了实验与计算参数的良好匹配，对于剩余气压在3-5托、吸收能量在5-50焦耳的条件，内插法计算的气体动力学结果精度约在10%左右。 受控热核聚变领域近年来对激光热核聚变的关注度显著增加，因为多路激光光束能在短时间内提供高密度能量，这比目标的流体动力学散逸时间更短。早期的研究（如BaCOB和KpoXHH的文章）讨论了这类激光器的应用可能性。进一步的计算表明，极高压缩热核燃料条件下，实现热核点火所需的激光能量大约在100,000焦耳量级。然而，构建满足热核点火条件且能实现高增益系数的大型激光装置仍然是一个挑战。 小型激光模拟装置可以用来研究激光热核聚变过程中的关键物理现象，验证理论预测。在这方面，钕玻璃激光技术的发展最为成熟，因此成为大多数激光热核聚变模拟装置的基础。苏联和美国的此类装置在实验方法和设计原则上存在显著差异。例如，美国的模拟装置如KMSF公司的激光装置、利弗莫尔实验室的“Yanl四”、“Cyclops”、“Argus”和新一代的“Sbiva月装置”，其特点是激光脉冲宽度约10^-10秒，靶上的光通量为10^14瓦特/平方厘米。 ‘Сокол’24路大功率激光装置代表了激光技术在受控热核聚变研究中的重要进展，不仅提供了高能量密度的光源，还促进了对这一复杂物理过程的理解。通过对实验参数的精确控制和分析，为未来更高效、更大规模的激光热核聚变装置的设计提供了宝贵的数据和经验。