神光Ⅱ升级装置快点火物理实验中子产额创新高

4月28日，记者从中国科学院上海光学精密机械研究所获悉，在该所“SGⅱU”高功率激光物理综合实验平台上开展的快火集成实验取得重大突破。由中国工程物理研究所激光聚变研究中心、北京应用物理与计算数学研究所、中国物理研究院研究生院、国防科技大学、北京大学、深圳理工大学和中国科学院上海光学与机械工程研究所组成的激光聚变研究团队联合开展的间接驱动高增益激光聚变快燃实验，实现了国际高水平的内爆中子产额。相关研究成果最近发表在《自然-物理》杂志上。

作为国内首个支持激光惯性约束聚变(ICF)快火研究的物理实验平台，“申光二号”升级装置经过近十年的技术研究，于2016年进入试运行阶段。综合性能验收于2017年顺利完成，装置正式投入运行。该装置由八束10，000焦耳的纳秒激光束和一束10，000焦耳的皮秒激光束组成。纳秒级10000焦耳激光束具有任意脉冲整形、焦斑平滑等全局精确控制能力。皮秒短脉冲激光束具有高功率密度输出能力，焦斑小于25微米，聚焦功率密度大于1019瓦每平方厘米，信噪比大于108，脉冲宽度可在0.5皮秒至10皮秒范围内任意调节。

“申光二号”升级装置具有良好的输出性能，可实现高能、高聚焦功率密度、高目标瞄准精度、高同步精度、超短超强脉冲和高能纳秒脉冲组合射击的实验能力，满足物理用户复杂的实验要求，目前广泛服务于激光聚变快射、新驱动方案探索研究、实验室天体物理等前沿基础研究，并取得了一系列重要成果。

据报道，该物理实验是一个激光聚变联合研究团队，创新性地使用间接驱动在“申光二号”升级装置上预压靶丸，克服了传统快射激光直接烧蚀靶丸的诸多缺陷，然后使用高能皮秒脉冲激光束进行快速加热，最终内爆中子产额提高了约280倍，显著提高了中子生产效率。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41567-020-0878-9