整体式空腔靶制备工艺

空腔靶是惯性约束聚变（ＩＣＦ）研究中间接驱动靶的主要靶型之一,它由精密车削微加工工艺的结合电镀工艺完成。     

惯性约束聚变低温冷冻氘氚靶制备技术

低温冷冻氘氚靶对于惯性约束聚变研究至关重要,主要有塑料微球靶、金属铍球靶、泡沫球壳靶等。根据微球球壳材质的不同,采用不同的低温冷冻氘氚靶制备技术。塑料微球靶采用“高压充氘氚-冷冻法”或“充气管充气法”;金属铍球靶采用“低温、低压冷凝法”或“高温、高压扩散连接半球壳法”;多孔泡沫球壳靶采用“球壳材料吸附氘氚液体法”。本文简述上述技术和方法的发展状况和趋势。     

扫描电子显微像测量靶丸表面形貌

介绍了用扫描电子显微镜监测靶丸４π表面形貌的方法,为此研制了对惯性约束聚变靶丸４π搓动的扫描电子显微镜样品台,对靶丸的旋转精度为２μｍ,它提供了观察靶丸缺陷的最佳方法,可为惯性约束束聚变实验精选靶丸。     

埋点靶制备工艺研究

研究了激光惯性约束聚变（ICF）实验中一种基础基准靶埋点靶的制备工艺过程。埋点靶的制备过程主要包括CH膜的制备、埋点的定位和埋占材料的制备。其中,CH薄膜的制备及其性质是制备埋点靶的关键工艺环节。最后给出了埋点靶的制备工艺流程。     

单点金刚石切削技术在ICF靶制备中的应用

单点金刚石切削(SPDT)技术是上世纪80年代以来国际上推广应用的一项新技术,是实现超精密加工的有效技术途径。本文阐述了SPDT技术的原理、特点以及在ICF靶制备中的应用,包括腔体的制备、异形靶零件的制备以及泡沫车削加工等。     

扫描电子显微镜测量靶丸表面形貌

介绍了用扫描电子显微镜监测靶丸４π表面形貌的方法。为此研制了对惯性约束聚变靶丸４π搓动的扫描电子显微镜样品台,对靶丸的旋转精度为２ μｍ 。它提供了观察靶丸缺陷的最佳方法,可为惯性约束聚变实验精选靶丸。     

用光辉干涉法制备平面调制靶的表面起伏图形

表面起伏靶是惯性约束聚变分解实验中的重要实验用靶。采用激光干涉方法制备初始微扰振幅和波长分别在几和几十微米范围内的正弦调制形状，摸索了相应的工艺条件和工艺过程。用台阶仪及光学显微轮廓仪观测微加工后的形貌。探讨了调制波长的精确控制与干涉工艺之间的关系，并用电镀工艺转移图形得到了用于压制的模具。     

ICF分解实验中的平面调制靶和薄膜靶的研制

本工作研制了用于惯性约束聚变ICF分解实验模拟聚变靶丸表面粗糙度和驱动激光空间不均匀性对R—T不稳定性作用的平面调制靶和平面薄膜靶。以激光干涉法结合图形转移工艺获得波长20～100μm、振幅0．0～4．0μm的正弦调制图形的模板,再将调制图形转移至溴代聚苯乙烯薄膜表面,制备出ICF实验用溴代聚苯乙烯平面调制箔靶;以半导体工艺结合自截止腐蚀工艺制得厚度4μm左右的自支撑Si平面薄膜靶。Si膜的表面粗糙度为几十纳米。对所研制的两种靶型的参数进行了测量。     

惯性约束聚变靶材料掺杂技术综述

文章概要综述了惯性约束聚变掺杂靶材料的制备方法，内容包括聚苯乙烯掺卤素和过渡金属元素，玻璃与塑料掺簇粒子，以及塑料涂层掺高Ｚ金属等。简述了掺杂材料的分析测试手段及其在ＩＣＦ中的应用。     

整体式空腔Cu靶的化学镀制备工艺

对整体式空腔 Cu 靶的化学镀制备工艺和靶表面抗腐蚀处理进行了研究。选用有机玻璃(PMMA)作芯铀,对芯轴表面活化处理,在芯轴表面化学镀 Cu,再用苯骈三氮唑(C6H5N3)溶液钝化处理Cu靶表面,溶蚀芯轴,最终获得整体式空腔 Cu靶。该法工艺简单,制备费用较低,对惯性约束聚变研究所需其它金属或合金空腔靶的制备具有较高的参考价值。     

干凝胶法制备空心玻璃微球的炉内成球过程分析

基于干凝胶粒子炉内成球过程的分解实验结果及各阶段中间产物的分析测试结果,通过对干凝胶法制备空心玻璃微球工艺的传热、传质和运动的过程分析,将干凝胶法制备空心玻璃微球炉内成球过程合理简化为吸热、封装、气泡形成及聚并、精炼、冷却5个阶段。吸热阶段的升温速率以及发泡剂的分解温度和发泡效率、精炼阶段的精炼时间和温度、冷却阶段的冷却速率是影响干凝胶法制备空心玻璃微球工艺和空心玻璃微球最终质量的关键因素。     

微球充气工艺实验系统研制

总结了微球充气工艺实验系统的概念设计、模型建立。根据模型对概念设计进行调整和优化,最终制定出系统的研制方案,完成了关键零部件的采购与验证,以及打压、检漏实验和非标零部件的设计与加工,并对系统进行了初步安装调试与试运行。试验结果表明,系统的各项技术指标均满足实验要求。     

冷冻靶降温过程温度场分布及冰层生存时间研究

为在冷冻靶上成功实现惯性约束核聚变点火,需在打靶前将冷冻靶丸内冰层温度降低1.5 K。针对冷冻靶快速降温过程温度场发生突变导致冰层质量恶化的问题,数值研究了快速降温过程中冷冻靶温度场的瞬态特性,并提出了优化降温方案。数值模拟基于Boussinesq假设,通过UDF编程,获得了降温速率的影响规律,并分析比较了不同延迟时间下延迟降温的数值结果。结果表明：降温开始时,最大温差急剧增大但最终趋于稳定;减小降温速率,可有效改善靶丸表面温度的均匀性,延长冰层的生存时间,使降温结束时冰层质量满足要求;具有特定延迟时间的延迟降温能改善靶丸外表面温度的均匀性从而增加冰层的生存时间,且存在最佳延迟时间使冰层的生存时间最长。     

ICF靶中的纳米金属功能材料研究进展

本文介绍了中国工程物理研究院激光聚变研究中心在激光惯性约束聚变（ICF）和强辐射源材料研究中涉及到的一些纳米金属功能材料的最新研究进展。主要包括自悬浮定向流金属纳米粉末材料制备与性能研究,介质阻挡放电金属纳米粉末表面包覆研究,真空热压成型的纳米晶体材料研究,以及低密度高孔隙率的泡沫镍金属材料、纳米多孔Cu材料和Au泡沫材料研究;在团簇材料、纳米成型材料研究方面,涉及到了过渡金属、贵金属小团簇材料的几何构型和静电极化率特性的理论模拟研究,以及三角形、六边形、棒状、立方体等特殊纳米结构和形状的Ag、Au金属纳米激光X光转换材料研究。     

A Review of the U.S. Department of Energy's Inertial Fusion Energy Program

This is the final report of a panel set up by the U.S. Department of Energy (DOE) Fusion Energy Sciences Advisory Committee (FESAC) in response to a charge letter from Dr. Ray Orbach (Appendix A). In that letter, Dr. Orbach asked FESAC for an assessment of the present status of inertial fusion energy (IFE) research carried out in contributing programs. These programs include the heavy ion (HI) beam, the high average power laser (HAPL), and Z-Pinch drivers and associated technologies, including fast ignition (FI). This report, presented to FESAC on March 29, 2004, and subsequently approved by them (Appendix B), presents FESAC's response to that charge.     

载气压力对空心玻璃微球炉内成球过程的影响

为实现惯性约束聚变(ICF)靶用高品质空心玻璃微球(HGM)的干凝胶法制备,从数值模拟和工艺实验两个方面研究了载气压力对干凝胶粒子炉内成球过程及最终HGM品质的影响。结果表明,随着载气压力的降低,HGM的直径增大、壁厚变薄。降低载气压力虽有利于延长液态空心玻璃微球的精炼时间,但载气与液态空心玻璃微球之间的传热能力也显著降低。因此,HGM的精炼程度随着载气压力的降低而下降,当载气压力低于0.5×105Pa时,HGM的精炼程度不能满足ICF制靶的要求。