年hiper技术背景与概念设计( 第、章,附件、)_译文校对稿

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1、11.靶制备与交付11.1范围有关HiPER靶的制备与交付，将主要讨论两个方面的问题：1）和靶制备有关的技术问题；2）与之相关的问题，例如靶制备的基础条件、靶设计的技术要求等。此外，本节还将讨论有关HiPER靶制备与交付的商品化过程。本项工作是欧洲学术团体、法国与LMJ相关的CEA团队和美国私营企业（通用原子公司）共同协作下完成的。值得说明的是，目前的基准靶设计仅是概念设计方案，其详细的技术要求还未确定。其主要原因是因为靶设计的技术细节需要在欧美日分解实验结果的基础上才能被确定。为解决上述问题，需建立充分的靶制备

2、能力，这其中包括，在项目执行过程中密切有效地集成靶物理、理论模拟和物理实验工作。此外，用于制备高产额靶的新材料研究工作也将被纳入靶制备计划。11.2工作计划目标靶制备与交付可分解为以下几个方面的目标：1）确定HiPER用靶（包括IFE靶和复杂的条件实验靶）设计的技术要求，尤其用于高增益靶的IFE靶设计方案，同时也包括新材料的使用。2）评估生产所有靶型的技术可行性，并基于按时交付风险对靶进行优先级界定。3）确定靶制备的风险，并提出相应的对策。4）评估欧洲科研团队在制备大多数HiPER用靶方面的生产能力，尤其需要明确

3、需建立的基础条件和相应的时间表。5）提出靶制备计划的架构体系，以最大程度地集成所有相关工作计划以确保能对任何靶设计（模拟）和物理实验要求的改进作出快速反应。11.3技术背景为进行“高能密度”物理学研究，HiPER项目需要很多多种固体靶型。这些靶型大致可分为三类（或有交集）：a)用于IFE科学研究的高增益靶丸，b）用于IFE商业堆的高增益靶，c）用于基础科学研究的靶。一般而言，第一种靶型通常包括一个薄壁微球，微球内层为固态氘冰或氘/氚冰。对于某些靶型，固态氘冰或氘/氚冰内层可能浸润在泡沫内。泡沫材料与技术的发展预期

4、将极大地促进能量增益的提高。同时，相当一部分靶型也包括从微球一侧插入的锥体。虽然在前期实验（如：电子或质子输运研究）中可能不需要冰层，但是，随着实验研究的深入，冷冻靶将是必需的。第二种靶型与第一种靶型在总体上具有相似的特征，但是，第二种靶型在保持其健壮性能的同时更强调演示其高倍数放大能力、简化其物理设计和放宽其技术要求。第三种靶型形态种类广泛，如：多组件靶、多元靶集群。同时，一部分第三种靶型用于实验研究设计第一种和第二种靶型所需的参数。此外，对靶丸碎片、余烬和辐射产物的理论分析和实验研究也将纳入靶设计和制备计划中

5、。由于IFE靶是HiPER项目的关键，并且技术难度也极大，因此，这里我们将详细讨论这一部分。11.4关键技术——风险分析我们已经对存在技术不确定或技术风险且亟待有针对解决的诸多具体问题（所有类型靶丸）进行了广泛讨论。讨论结果总结如下表：1低温性能1.1非球形靶的冷冻分层（固态冰和泡沫）1.2氚操作1.3低温下的壳/锥接合1.4低温靶（输送和）插入2新（型）材料3靶丸和锥体制备4测量5高倍数放大6用于靶制备研究的材料和工艺过程模拟7靶丸设计与定位以减少碎片8用于基础研究的靶型已建立但仍有难度的技术图标阴影的含义需要

6、专门为HiPER显著改进的技术11.5IFE靶的基准设计要求在HiPER计划的目前阶段，有关聚变靶的详细设计设计尚未最终确定，事实上，随着实验研究的进步，靶设计还将被反复修改。不过，为便于讨论靶的制备技术，以下给出了两种IFE基准靶概念设计的示意图：1#基准IFE靶靶丸内爆和压缩激光锥半角=30°重测2D10%P12#基准IFE靶压缩激光脉冲l波长=0.35µml聚焦光学元件f/18l能量132kJl吸收能量=90kJ激光功率（TW）时间（ns）DT蒸气（ρv=0.1mg/cm3）11.6与HiPER相关的现有靶

7、制备机构考虑用于HiPER靶制备的现有机构大致分为三大类：l欧洲科研实验室及院校目前，欧盟内有很多微靶制备研究中心，这些中心遍布欧盟各国，由于历史上无协作需求，这些研究中心的合作还不尽完善。2006年，RAL组织了两次制靶讨论会。²激光实验室（见架构6）资助的欧盟靶制备讨论会：来自8个国家12家研究机构的15位代表参加了这次会议，主要负责评估欧盟现有靶制备设备和能力，并提出了这里介绍的协作机制。²HiPER靶制备讨论会：来自9个国家12家研究机构的16位科研人员代表出席了本次会议。会议主要从技术层面讨论了HiPE

8、R靶制备的具体技术难题（如上所述），以及如何解决这些难题；同时，也就如何在欧盟范围内建立相应的的基础条件提出了建议。l法国的CEA作为LMJ项目成员，CEA有两个靶制备研究中心：²格勒诺布尔-CEA的低温实验室（SBT）：低温性能研究机构。1994年以来，该实验室主要负责LMJ低温靶的概念设计和原型生产。²Valduc实验室：具有综合的聚变靶制备能力。l美国的靶制备机构—