10月14日,神光-II升級(jí)裝置圓滿(mǎn)完成了最后一輪DCI驗(yàn)證分解實(shí)驗(yàn),進(jìn)入升級(jí)改造階段。以支撐中科院A類(lèi)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)新型激光聚變方案研究階段性物理實(shí)驗(yàn)為目標(biāo)牽引,神光-Ⅱ升級(jí)裝置性能提升和綜合靶場(chǎng)擴(kuò)容改造于10月17日正式啟動(dòng)。
“神光-Ⅱ”升級(jí)裝置作為我國(guó)首個(gè)支持激光慣性約束聚變(ICF)快點(diǎn)火研究的物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái),經(jīng)過(guò)近十年的技術(shù)攻關(guān),于2016年進(jìn)入試運(yùn)行階段,2017年圓滿(mǎn)完成綜合性能驗(yàn)收,進(jìn)入正式運(yùn)行。該裝置由八路萬(wàn)焦耳級(jí)納秒激光束線(xiàn)和一路千焦耳級(jí)皮秒激光束線(xiàn)組成,納秒萬(wàn)焦耳激光束具有脈沖任意整形、焦斑勻滑等全域精密調(diào)控能力,皮秒短脈沖激光束具有小焦斑<25μm,高聚焦功率密度>1019W/cm2,高信噪比>108,脈寬在0.5~10ps范圍內(nèi)任意可調(diào)的優(yōu)良輸出性能。
截至目前,神光-II升級(jí)裝置運(yùn)行7000多機(jī)時(shí),完成大能量打靶1850余發(fā)次,支持了快點(diǎn)火研究、沖擊波狀態(tài)方程、實(shí)驗(yàn)室天體物理等方面的研究,取得了一批具有原創(chuàng)性的物理成果,獲得了用戶(hù)的高度肯定。其中,激光聚變研究團(tuán)隊(duì)共同開(kāi)展的間接驅(qū)動(dòng)高增益激光聚變快點(diǎn)火實(shí)驗(yàn),獲得的內(nèi)爆中子產(chǎn)額增加了約280倍,相關(guān)研究成果發(fā)表于2020年4月《自然—物理》。DCI驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)在升級(jí)裝置共開(kāi)展物理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)8輪,打靶648發(fā)次,完成了我國(guó)原創(chuàng)的雙錐對(duì)撞新型激光聚變點(diǎn)火方案驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)研究并取得了體系化的研究成果。皮秒拍瓦光束實(shí)現(xiàn)了激光聚焦功率密度達(dá)到1020W/cm2以上穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)(高信噪比、20μm小焦斑),獲得了70MeV的激光激發(fā)高能質(zhì)子束,再次刷新國(guó)內(nèi)最高紀(jì)錄,進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。
改造后的升級(jí)裝置將配置16束納秒和2束皮秒激光輸出,靶場(chǎng)實(shí)現(xiàn)大于50kJ的納秒激光能量和大于2kJ的皮秒激光能量輸出,相比原輸出性能實(shí)現(xiàn)翻倍。裝置計(jì)劃將于2024年開(kāi)始試運(yùn)行,它將以高水平的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χС治覈?guó)ICF研究和高能量密度物理研究向更廣、更深的領(lǐng)域發(fā)展。
研究人員合影
靶場(chǎng)改造工程現(xiàn)場(chǎng)