题目：激光驱动的可控核聚变研究进展：机遇与挑战

报告人：蔡洪波

邀请人：傅国勇，盛正卯

时间：2023年12月27日（周三）15:30

地点：紫金港校区海纳苑8幢215报告厅

摘要：

自2022年12月5日以来，美国国家点火装置（NIF）已成功实现了4次聚变点火（激光能量增益大于1）。最高聚变放能达3.88 MJ，从工程上实现了可控核聚变点火。经过六十余年的努力，激光聚变研究终于跨出了突破性的一步，证实了激光惯性约束聚变方案的科学可行性。然而，为了更好地服务于向国防安全和聚变能源，激光聚变必须迈向可重复、可预测和高增益之路。这依然是一条困难重重之路，需要从科学上细致研究其中的应用基础问题。流体力学不稳定性是激光聚变研究中非常重要的基础问题，在高能量密度等离子体状态下，它们会导致界面处的离子混合。从我国神光装置实验和NIF实验来看，内爆压缩过程中非聚变材料与聚变材料的混合是导致内爆性能退化的最主要因素，它会严重影响聚变点火的条件和裕量、聚变燃烧的速率和深度。因此，等离子体状态下的流体力学界面不稳定性演化和离子混合，是当前惯性约束聚变研究中重点关注的应用基础问题。目前，受制于数值模拟手段的局限性，对此问题的研究还非常缺乏。在本报告中，将依次回顾近年来国际上和国内激光聚变研究的最新进展情况及相关应用基础问题，并介绍近年来本团队围绕流体力学界面不稳定性和离子混合研究开展的混合流体PIC物理建模，及其在神光装置实验中的一些应用。

参考文献

[1] O.A. Hurricane et al., Review of Modern Physics, 95, 025005 (2023).

[2] Hongbo Cai* et al., Frontier in Physics 11, 1140383 (2023).

[3] Feng Zhang, Hongbo Cai*, W. M. Zhou et al., Nature Physics, 16, 810-815 (2020). 

个人简介：

蔡洪波，北京应用物理与计算数学研究所研究员，博导。二室LPI组长/支部书记，兼任北京大学应用物理与技术研究中心兼职研究员、710公海线路检测客座教授。主要从事高能量密度物理和激光聚变物理的研究，包括激光与等离子体相互作用，ICF黒腔中的动理学效应，流体力学界面不稳定性等，在Nature Physics, Nature Communications, Physical Review Letters, Nuclear Fusion等国内外学术刊物上发表论文90余篇。先后主持多项国家重大科技专项项目、国家自然科学基金项目；担任国防基础科研核科学挑战计划“高能量密度科学”领域激光等离子体方向负责人。获得国家自然科学基金委杰出青年基金支持，入选中国工程物理研究院“双百人才工程”，获国防科技工业突出贡献奖、中国工程物理研究院科技创新一等奖、于敏数理科学奖、“中国光学十大进展”、“十三五”国防基础科研“科学挑战英才” 等奖励。兼任《Matter and Radiation at Extremes》编委、《强激光与粒子束》编委、《计算物理》编委、《Chinese Physics Letters》等四刊青年编委。