【前言资讯】外国实验团队联合实验在薄腔优化用于径向流领域取得重大突破
2025年8月5日，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯讯——来自洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）和劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的联合研究团队，在国家点火设施（NIF）的最新点火实验中取得了重大进展，成功实施了“薄腔优化用于径向流（THOR）”窗口诊断工具。这一成果为核聚变研究领域带来了新的曙光，有望推动相关技术迈向新的高度。
在此次实验中，研究团队成功产生了2.4±0.09MJ的能量，并成功创建了一个被称为“燃烧等离子体”的自维持反馈循环。这一成果的取得，标志着科学家们在核聚变研究方面又迈出了坚实的一步。“燃烧等离子体”的出现，意味着核聚变反应能够在一定程度上自我维持，为实现可持续的核聚变能源提供了关键支撑。
THOR窗口系统利用了LLNL的改良点火平台，能够产生极端X射线输出。这些X射线将被用于轰击测试材料，帮助科学家深入研究辐射在材料中的流动方式，以及材料对X射线能量的吸收情况。这对于理解核聚变反应中的物理过程，以及开发适用于核聚变反应堆的材料具有重要意义。
THOR实验采用了由LANL设计的新型hohlarum，该设计基于LLNL的点火方案，但创新性地加入了允许部分高通量X射线逃逸的窗口。这些逃逸的X射线为研究材料与高温、高辐射水平的相互作用提供了宝贵的实验条件。然而，这一设计也带来了巨大的挑战，因为在hohlaum中添加窗口可能会导致能量损失或压缩对称性受损，进而影响聚变点火的实现。
“点燃胶囊的内爆过程对能量损失或干扰极为敏感，任何细微的变化都可能阻止点火的发生，从而无法产生我们所需的X射线通量，”洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）的物理学家布莱恩・海因斯（BrianHaines）解释道。海因斯不仅参与了实验设计，还对x-RAGE（LANL用于模拟hohlraum和胶囊内爆的关键计算机代码）做出了重要贡献。
在NIF聚变实验中，激光被引入一个几毫米长宽、表面涂金的圆柱体容器——绝热罩内。绝热罩中放置着一个极小的氘和氚胶囊，这便是核聚变的燃料。激光击中绝热罩内壁后，会产生均匀的X射线浴，驱动内胶囊对称崩溃，进而实现聚变点火。而THOR实验中的特殊设计，使得科学家们能够在实现点火的同时，利用逃逸的X射线开展更多关于材料特性的研究。
“这次实验是验证高保真模拟的重要一步，也证明了即使对THOR平台进行改装，依然能够实现点火规模的性能，”THOR活动负责人瑞安・莱斯特（RyanLester）表示。此次实验的成功，为后续研究提供了重要的参考依据，也增强了科学家们在核聚变研究领域继续探索的信心。
目前，研究团队已经成功使用THOR设计实现了点火。接下来，他们将探索提高窗户透明度的可能性，并设计与THOR窗户配套的实验。随着研究的深入，我们有理由期待更多关于核聚变的奥秘被揭开，为未来的能源发展带来新的希望。
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