近场声悬浮技术在ICF靶丸支撑中的应用研究

"ICF靶丸类微球在近场声悬浮系统中的悬浮实验研究 (2013年)，作者: 杨志刚、焦晓阳、刘建芳、孙旭光、王文成、刘晓论，发表于《振动与冲击》杂志第32卷第20期" 本文是关于惯性约束聚变（ICF）靶丸无接触支撑技术的研究，重点探讨了使用近场声悬浮方法来实现这一目标。ICF靶丸是ICF实验的核心，其均匀辐照对于实验的成功至关重要。传统的支撑方式可能对靶丸造成干扰，因此无接触支撑技术成为了研究的重点。 研究团队设计了一种采用压电换能器的近场声悬浮系统，换能器的发射端采用了凹球面结构，这样的设计有利于声波的聚焦和传递。通过ANSYS软件对发射端的凹球面结构进行了优化，以提高悬浮效率和精度。实验中，他们构建了一个近场声悬浮测试系统，对不同直径的钢球进行了悬浮实验，以模拟ICF靶丸的悬浮状态。 实验结果显示，当发射端的凹球面直径与钢球直径接近或相等时，悬浮效果最佳。同时，通过气动方式可以实现对悬浮钢球的非接触驱动，避免了物理接触带来的影响。在工作电压为600V的条件下，钢球能够稳定悬浮在50微米的高度，且其扰动振幅仅为3微米，证明了这种近场声悬浮技术的可行性。 关键词：惯性约束聚变靶丸（ICF靶）、近场声悬浮、凹球面发射端。文章的研究对于ICF实验中靶丸的精确控制具有重要意义，不仅解决了接触支撑的问题，还为未来更精细的实验操作提供了技术基础。 近场声悬浮技术是一种利用声波压力在小尺度空间内实现物体悬浮的技术，它依赖于声波在特定距离内的高强度。这项技术在精密制造、微纳米操作、无损检测等领域有广泛的应用前景，而本文将其应用于ICF靶丸的悬浮，是对这一技术的创新性应用。 本文的贡献在于提出了ICF靶丸无接触支撑的新方案，通过近场声悬浮实现了高精度的悬浮控制，为ICF实验的优化和靶丸性能的提升提供了新的可能性。这一研究为后续的相关实验和技术创新奠定了坚实的基础。