高功率激光驱动核反应研究进展与展望

近年来，随着高功率激光技术的持续进步，目前在实验室已可获得超过10²² W/cm²的激光聚焦强度，且还在不断提升，这为超高强度激光脉冲触发核过程和核应用开辟了可能性。这样的超强脉冲激光与物质发生相互作用时，会出现很多新的物理现象，并且其产生的高温高压高密度的等离子体极端环境以及诱发的核反应次级粒子束等，也为其他基础和应用研究提供了独特的平台。强激光产生的等离子体环境可用来模拟天体核反应的环境，研究电子屏蔽效应等因素带来的低能核反应截面测量中的不确定性因素，这是目前实验室条件下直接研究天体环境中核反应的唯一技术手段。同时，激光驱动等离子体中核反应的研究也与惯性约束聚变中的燃料设计息息相关。与常规环境温度和压力下的物质相比，等离子体环境中的核反应动力学要复杂得多，对于研究天体核反应和惯性约束聚变也至关重要。因此，除加速器和反应堆外，高功率激光器正成为研究核物理的新平台。激光与核物理的结合不仅有利于具有新颖思想和方法的基础科学研究，也有利于广泛的物理应用领域。激光核物理已成为国际上一门新的交叉学科，也是物理学的重要前沿之一。与传统核物理装置相比，超...