ФИЗИКА ПЛАЗМЫ, 2013, том 39, № 10, с. 964-965
- КОММЕНТАРИИ
УДК 533.9
КОММЕНТАРИЙ НА СТАТЬЮ С.Ю. ГУСЬКОВА "БЫСТРОЕ ЗАЖИГАНИЕ МИШЕНЕЙ ИНЕРЦИАЛЬНОГО СИНТЕЗА"
(ФИЗИКА ПЛАЗМЫ. 2013. Т. 39. С. 3)
© 2013 г. М. Л. Шматов
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия e-mail: M.Shmatov@mail.iojfe.ru
DOI: 10.7868/S0367292113100119
В недавно опубликованной обзорной статье С.Ю. Гуськова [1] утверждается, что быстрое зажигание предварительно сжатой сферической термоядерной мишени от конической термоядерной мишени было предложено в статьях С.Ю. Гуськова и М. Мураками [2] и С.Ю. Гуськова и Н.В. Змитренко [3], опубликованных в 2009 и 2012 гг. и цитируемых в [1] как работы [142] и [143] (в списке литературы данного комментария учтено, что в статье [1] при описании работы [143] допущена опечатка в номере страницы). В действительности, первое предложение такого рода было сделано автором данного комментария в препринте [4], изданном в 2002 г., и статье [5], опубликованной в 2003 г. В 2006 г. Ф. Винтерберг опубликовал еще одно предложение, заключающееся в использовании микровзрыва конической мишени для разгона ударника, зажигающего основной сгусток сжатого термоядерного горючего [6].
При обсуждении проблем, которые связаны с быстрым зажиганием ионами углерода и более тяжелых элементов, ускоренными лазерным излучением, в статье [1] не упоминается проблема приемлемости радиационных потерь энергии, что, по-видимому, может вызвать у части читателей обоснованные сомнения в эффективности и даже осуществимости таких сценариев. Подчеркнем, что в работе С.Ю. Гуськова [7] потеря энергии на тормозное излучение рассматривалась как один из эффектов, способных ограничить максимальное значение атомного номера Z элемента, ионы которого ускоряются лазерным излучением для осуществления быстрого зажигания. При этом была представлена модель, согласно которой максимальное значение Z составляет 3—4 при нагреве дейтерий-тритиевого горючего и 5—6 при нагреве чистого дейтерия [7]. Обсуждаемое в статье [1] использование ионов углерода для нагрева эквимолярного дейтерий-тритиевого горючего было предложено автором данного комментария в работах [4, 5]. При этом было показано, что при сжатии данного горючего до плотности р = = 300 г/см3 и ускорении обсуждаемых ионов до
достаточно больших энергий выполняется требование малости потерь энергии на тормозное излучение, а также сформулированное в работе [7] требование малости разброса степеней ионизации ионов [4, 5]. В дальнейшем автором данного комментария было показано, что при нагреве сжатого эквимолярного дейтерий-тритиевого горючего как ионами углерода, так и ионами ряда более тяжелых элементов суммарные потери энергии на тормозное излучение и излучение линейчатого спектра остаются приемлемыми (в количественных примерах рассматривались значения р = 300 и 500 г/см3 и Z < 30, т.е. элементы до цинка включительно) [8, 9].
С.Ю. Гуськов утверждает, что при быстром зажигании ионами, ускоренными лазерным излучением, возможно значительное удаление источника ионов от мишени и использование мишеней без направляющего конуса [1, с. 40]. Следует отметить, что возможность создания эффективно действующих мишеней без конуса определяется, в частности, механизмом и степенью сжатия горючего, фактом использования или неиспользования поперечного профилирования нагреваемой области сжатого горючего (см. [10—12]) и механизмом ускорения ионов, определяющим необходимость предотвращения повреждения их источника на стадии сжатия горючего [13—15]. При непрямом сжатии горючего и необходимости предотвращения повреждения источника ионов используемым для этой цели тепловым рентгеновским излучением минимальное значение радиуса гь приблизительно поперечно-однородной нагреваемой области сжатого горючего, достижимое в мишени без конуса в случае пренебрежимо малой начальной расходимости пучка ионов, определяется рассеянием ионов в мембране, защищающей источник ионов от теплового рентгеновского излучения [13—15]. Так, например, при нагреве сжатого эквимолярного дейте-рий-тритиевого горючего ионами углерода и необходимости предотвращения вышеупомянутого повреждения источника ионов реализация значе-
КОММЕНТАРИЙ НА СТАТЬЮ С.Ю. ГУСЬКОВА "БЫСТРОЕ ЗАЖИГАНИЕ МИШЕНЕЙ..."
965
ний rh, близких к оптимальным (см. [11, 16]), возможна только при р, не превышающих приблизительно 200 г/см3 [15].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гуськов С.Ю. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. С. 3.
2. Gus'kov S.Yu. and Murakami M. // J. Russian Laser. Res. 2009. V 30. P. 279.
3. Гуськов С.Ю., Змитренко Н.В. // Физика плазмы. 2012. Т. 38. С. 937.
4. Shmatov M.L. Preprint of Ioffe Physical Technical Institute N 1759. St. Petersburg, 2002.
5. Shmatov M.L. // Fusion Sci. Technol. 2003. V. 43. P. 456.
6. Winterberg F. // Phys. Plasmas. 2006. V. 13. P. 11702.
7. Гуськов С.Ю. // Квантовая электроника. 2001. Т. 31. С. 885.
8. Шматов М.Л. // Докл. VII Забабахинских научных чтений, Снежинск, 2003 (http://www.vniitf.ru/rig/ konfer/7zst/reports/s3/3-17.pdf).
9. Shmatov M.L. // J. Phys.: Conf. Ser. 2008. V 112. P. 022061.
10. Hermann M., Hatchett S., Tabak M. // Bull. Am. Phys. Soc. 2001. V. 46. P. 106.
11. Atzeni S., Tabak M. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 47. P. B769.
12. TemporalM., Ramis R., Honrubia J.J., Atzeni S. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2009. V. 51. P. 035010.
13. Barriga-Carrasco M.D., MaynardG., Kurilenkov Y.K. // Phys. Rev. E. 2004. V. 70. P. 066407.
14. Maynard G., Barriga-Carrasco M.D. // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. 2005. V. 544. P. 84.
15. Shmatov M.L. // Laser Part. Beams. 2011. V 29. P. 339.
16. Atzeni S. // Phys. Plasmas. 1999. V. 6. P. 3316.
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ том 39 № 10 2013
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.