* W/ V* b# b2 d& m, h2020.10.20重要旧闻-中国工程物理研究院，肖德龙等：Z箍缩聚变及高能量密度应用研究进展（节选） 来源：中物院 时间：2020-10-20 10:32 % ^# z4 I6 Y* P$ A* ]) m, e6 z
高能量密度物理(HEDP)是研究能量密度超过1011J/m3的极端条件下物质结构与特性及变化规律的科学，是近年来快速发展的重要交叉前沿领域，对惯性约束聚变、天体物理、加速器物理、材料物理等具有极其重要的意义。为分享我国在该领域的最新进展，研讨未来发展方向，促进学术交流，推动相关领域向纵深发展。近期，《强激光与粒子束》邀请丁永坤研究员为专辑主编，隆重推出“高能量密度物理”特别专辑，本刊将陆续分享本专辑系列文章，欢迎品阅。" z i4 H* m! r7 G. C1 y
. t/ b7 Z: p2 w2 Z- r9 g作者：肖德龙,丁宁,王冠琼,王小光,李晨光,毛重阳
$ I1 ?7 x- [& e( A0 [' }: H单位：中物院北京应用物理与计算数学研究所
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; V3 _- {6 }2 d+ C# b研究背景
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" n4 w9 c) d( k3 ?. N- _4 J+ v Z箍缩可以实现从脉冲功率驱动器电储能到X光辐射的高效率转换。1998年，Z装置双层钨丝阵实验产生了峰值280TW、总能1.8MJ的实验室最强X光辐射脉冲。在这一里程碑成果的推动下，美国随即启动了Z箍缩驱动惯性约束聚变研究，在Z箍缩内爆动力学、等离子体状态控制、聚变出中子集成实验演示等方面取得了重要进展。同时，Z箍缩也可以创造极端温度、密度、压力的高能量密度条件，广泛应用于辐射与物质相互作用、材料物性、实验室天体物理等方面的研究。近20年来，我国在脉冲功率驱动器研制、Z箍缩内爆物理和Z箍缩聚变方面也开展了较为系统的研究工作，并初步开展了Z箍缩在高能量密度物理领域的应用研究。( @" B! I: B2 P, \ \
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主要内容( y) h9 k$ W2 x
$ L; @, b, Q2 r6 x4 j/ t# C5 A: u# @ （1）概述了国际上①Z箍缩辐射间接驱动和②磁直接驱动两条惯性约束聚变技术路线的主要研究进展、关键问题及发展态势。
2 e/ V! c" B1 z* k( E- V （2）评述了Z箍缩在辐射与物质相互作用、辐射不透明度、材料物性、实验室天体物理等高能量密度方向应用的研究进展。
! i/ G0 Z! o7 m; g" F' J6 G 介绍了近年来我国Z箍缩研究特别是7~8MA装置上开展的Z箍缩内爆、动态黑腔以及高能量密度应用研究进展。
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/ H1 u5 y0 x! r" L我国7~8MA脉冲功率装置上的Z箍缩研究# }6 S. x! o/ l5 c( t1 }$ N
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近20年来，我国建设了多个数百kA~10MA的脉冲功率装置，建立了较为完善的Z箍缩驱动器、理论与数值模拟、实验、诊断和制靶的综合研究能力。特别是在中国工程物理研究院7~8MA脉冲功率装置（聚龙一号）上，较为系统地开展了Z箍缩内爆动力学、动态黑腔、材料物性及其他高能量密度实验研究。
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未来展望' v! U' M- m- B. F5 j# M
( u/ P% q- U+ k# n# p Z箍缩驱动聚变及高能量密度物理研究方兴未艾，在国 防和基础领域都有重要应用。近年来，基于Z箍缩研究的重要进展以及对其发展态势和技术路线的研判，中美俄都分别提出了建造大电流脉冲功率装置（>50MA）发展规划，以研究Z箍缩聚变关键问题并进行实验验证。与此同时，针对Z箍缩聚变及高能量密度应用中的基础问题，可以利用小型脉冲装置开展精细的实验设计与验证。
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