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近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光物理聯合實驗室研究團隊在燒蝕瑞利-泰勒不穩定性研究方面取得進展。研究團隊通過二維輻射流體力學模擬，得到了燒蝕瑞利-泰勒不穩定性增長率隨驅動激光波長的變化，為完善燒蝕瑞利-泰勒不穩定性理論提供了新的依據。相關研究成果以“Effect of laser wavelength on growth of ablative Rayleigh–Taylor instability in inertial confinement fusion”為題，發表于Matter and Radiation at Extremes。

在慣性約束聚變（ICF）中，燒蝕瑞利-泰勒不穩定性（ARTI）的發展是實現點火和獲得更高聚變增益的最大障礙，其在線性增長階段的增長率通常使用改進的Lindl公式計算。然而，以往的研究和工程設計并未考慮激光波長對ARTI增長的影響。此外，ARTI增長理論在激光波長更短時的有效性尚未得到驗證。

研究團隊使用二維輻射流體力學模擬研究了ICF中激光波長對ARTI增長的影響。研究發現特定波長范圍的極紫外激光可以更好地控制ARTI的增長，并且具有更高的能量耦合效率，從而降低聚變點火所需的激光能量并獲得更高的聚變能量增益。相比之下，在激光波長較長或較短的情況下，ARTI的增長率都較大。研究還驗證了ARTI增長理論在激光波長更短時的有效性，并分析了導致偏差的原因。這項研究有利于更好地理解ICF過程，完善ARTI增長理論，從而為今后的ICF工程設計提供有價值和有意義的參考。

原文鏈接

圖1 激光作用時間內ARTI的平均增長率隨波長的變化

圖2 理論ARTI增長（虛線）與模擬結果的偏差