兆焦耳

使用氟化氩激光直接驱动，以亚兆焦耳激光能量实现高聚变增益

氟化氩 (ArF) 是目前波长最短的激光器，能够可靠地扩展到高增益惯性聚变所需的能量和功率。ArF 的深紫外光和提供比其他当代惯性约束聚变 (ICF) 激光驱动器更宽带宽的能力将大大提高激光目标耦合效率，并使驱动内爆的压力大大提高。我们的辐射流体动力学模拟表明，使用亚兆焦耳 ArF 驱动器可以获得大于 100 的增益。我们的激光动力学模拟表明，电子束泵浦 ArF 激光器的固有效率可以超过 16%，而效率第二高的氟化氪准分子激光器的固有效率约为 12%。我们预计，使用固态脉冲功率和高效电子束传输到激光气体（美国海军研究实验室的 Electra 设施已进行了演示），将 ArF 光传输到目标的“电插式”效率至少应达到 10%。这些优势可以推动开发尺寸适中、成本较低的聚变发电厂模块。这将彻底改变目前对惯性聚变能源过于昂贵和发电厂规模过大的看法。本文是讨论会议主题“高增益惯性聚变能源前景（第 1 部分）”的一部分。