惯性聚变权衡稳健性与产额

Lawrence Livermore美国国家实验室的研究人员利用仿真表明，惯性聚变电站可以耐受显著的低模不对称性，例如激光对准偏离中心所导致的不对称性。研究揭示了稳健性与产额之间的权衡，这可能影响电站的投运方式。

在LLNL的National Ignition Facility，每次惯性约束聚变发次都经过精心控制和校准，以确保激光完全按照预定方式轰击靶丸。在这一概念的电站版本中，靶丸必须以每秒多次的频率注入并发生内爆，因此必须通过快速自动化实现对准，而各种偏差可能导致靶丸加热和内爆方式出现不对称性。

在最近发表于Physics of Plasmas的一篇论文中，研究人员介绍了利用二维流体动力学仿真研究这些不对称性影响的过程。结果表明，在达到某个临界点之前，产额变化很小；到达该点时，热斑不再有足够时间实现点火，超过该点后，性能会严重下降。

“内爆中的不对称性往往会从热斑中夺走能量，”LLNL物理学家Timothy Johnson表示，“但如果内爆效果良好，即使损失一些能量，仍然能够实现良好内爆，而且依然会点火。”

研究还发现，产额与稳健性之间存在固有权衡，这可能会让科学家在设计电站时面对一系列可供考虑的方案。初期侧重高稳健性或许更为有利，即使这会牺牲部分产额；随后可通过调优过程提高能量输出，并降低所产电力的成本。

“在启动电站并了解不对称性来源的过程中，可以随着时间推移收紧容差、解决问题，然后转向产额更高但稳健性较低的内爆方案，”Johnson表示。