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El estudio revela la razón de la asimetría tridimensional de las explosiones de fusión en el autoconfinamiento.

Esta es una simulación de HYDRA de una explosión interna en el ICF con una asimetría del grosor de la carcasa HDC. El resultado representado aquí es una envolvente muy deformada a la presión máxima (escala de color de fondo) junto con el campo de flujo del punto de contacto inducido. Crédito: Chris Schroeder y Jose Milovitch / LLNL.

Los procesos de fusión por confinamiento inercial (ICF) requieren niveles muy altos de simetría para lograr las altas densidades y temperaturas requeridas para el autocalentamiento de la fusión. Incluso las desviaciones de nivel porcentual de la simetría esférica ideal pueden provocar grandes deformaciones por implosión y, en última instancia, degradar el rendimiento de la fusión.


Con este fin, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) han realizado un trabajo para comprender mejor por qué esto es así. El trabajo fue publicado en Cartas de revisión física Se presenta como sugerencia editada.

Daniel Casey, físico de LLNL y autor principal del artículo, dijo que el trabajo resume las observaciones de la asimetría de densidad de área clasificada por la asimetría del espesor de la cápsula de alta densidad (HDC), que ayuda a arrojar luz sobre una de las principales causas de la mayor degradación de las explosiones internas de ICF en la instalación de ignición National (NIF), el láser más activo del mundo.

“Estas inconsistencias pueden reducir la energía disponible para calentar Hotspot Y reduce el bloqueo de esa energía, dijo Casey. “Es como apretar un globo con un poco más de fuerza en un lado que en el otro, en algún momento el globo intentará sacar los puntos débiles”.

El artículo revela que pequeños defectos en la cápsula pueden convertirse en deformaciones por implosión masiva en el pico de compresión. De hecho, algunos experimentos recientes descritos en el documento muestran que el nivel de irregularidad en el subplano (aproximadamente 0,7 por ciento) en el grosor de la cápsula de HDC puede crecer hasta aproximadamente el 25 por ciento de las diferencias en la densidad del área de combustible y producir velocidades de puntos calientes del orden de 100 kilómetros por segundo.

“Este hallazgo es importante porque si conocemos las causas de la asimetría en las explosiones ICF, podemos predecirlas mejor y comprender su impacto”, dijo Casey. “Quizás lo más importante es que si conocemos las causas, podemos trabajar para solucionarlas”.

El trabajo se realizó mediante radiografía de las cápsulas antes del experimento para determinar el nivel de irregularidad. Luego, después de ejecutar el experimento, el equipo buscó signos de inconsistencia en la velocidad residual observada del punto caliente y una asimetría del área de superficie de la corteza.

“Este trabajo fue posible en parte por los avances en el diagnóstico de asimetría de implosión a través de observaciones de la velocidad del punto caliente usando un espectrofotómetro de neutrones”, dijo Casey. “ Junto con los avances en la medición de las irregularidades de la envolvente mediante la anisotropía de activación de neutrones.

“Es como un globo comprimiéndose con más fuerza en un lado, si encontramos que la velocidad del hotspot es muy alta en una dirección y coincide con una gran irregularidad del proyectil, sabemos que algunos aspectos de la implosión no eran lo suficientemente simétricos ”, Explicó Casey. Entonces la pregunta es “¿Por qué es esta tendencia?” “

A continuación, el equipo examinó la comparación de las radiografías de la cápsula antes de obtener imágenes a la velocidad del punto de acceso. Ellos lo encontraron cápsula Las diferencias de grosor extraídas de las radiografías a menudo se asocian tanto con la orientación como con el volumen. Esto sugiere fuertemente que la irregularidad del pelaje es al menos una de las principales causas de asimetría diagnosticada a través del hotspot. ● velocidad.

Casey dijo que comprender y mejorar el rendimiento de las explosiones ICF es una parte importante de la investigación de laboratorio sobre NIF.

“Ahora que hemos descubierto que la irregularidad del caparazón HDC representa una degradación significativa del rendimiento de la implosión, estamos trabajando para aumentar la precisión de la medición del caparazón y también para mejorar la fabricación de HDC para producir conchas más uniformes”, dijo. .


Las explosiones de fusión por confinamiento inercial tienen diferencias tridimensionales significativas


más información:
DT Casey y col. Evidencia de disparidades 3D fabricadas por la falta de uniformidad de alta densidad del eliminador de carbono en experimentos en la Instalación Nacional de Ignición, Cartas de revisión física (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.025002

La frase: El estudio revela la causa de la asimetría 3D en los procesos de fusión por fusión inercial (2021, 26 de febrero), recuperado el 26 de febrero de 2021 de https://phys.org/news/2021-02-reveals-d-asymmetry-inertial -confinement. html

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