在罗切斯特大学激光能量学实验室的直接驱动惯性聚变实验期间，欧米茄靶室内部的视图。 科学家向装满氘和氚燃料的小胶囊发送28千焦耳的激光能量，使胶囊内爆并产生足够热的等离子体，以触发燃料核之间的聚变反应。 这些内爆的核心温度高达1亿摄氏度（1）。8亿华氏度）。内部爆发的速度通常在每秒 500 到 600 公里之间（1在 1 到 135 万英里之间）。核心的压力是大气的800亿倍。 **罗切斯特大学激光能量学实验室** Eugene Kovaluk。
罗切斯特大学激光能量学实验室（LLE）的研究人员领导了这项实验，展示了一种用于惯性约束聚变（ICF）的直接驱动方法的高效“火花塞”。 在发表在《自然物理学》杂志上的两项研究中，该团队分享了他们的发现，并详细介绍了在未来设施中成功扩展这些方法的潜力。
LLE是美国能源部最大的大学项目，拥有世界上最大的学术激光器Omega激光系统，但仍是加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火设施（NIF）能源的近百分之一。 通过欧米茄，罗切斯特的科学家已经成功地尝试了几次将28千焦耳的激光能量发射到装满氘和氚燃料的小胶囊中，导致胶囊内爆并产生足够热的等离子体，以触发燃料核之间的聚变反应。 这些实验产生了聚变反应，产生了比中心热等离子体中发现的更多的能量。
Omega实验使用胶囊的直接激光照明，这与NIF上使用的间接驱动方法不同。 当使用间接驱动方法时，激光被转换为X射线，进而驱动胶囊的内爆。 NIF使用间接驱动器，使用约2,000千焦耳的激光能量用X射线照射胶囊。 这导致了 2022 年 NIF 聚变点火的突破——一种从目标产生净能量增益的聚变反应。
产生比核聚变发生地的内部能量含量更多的聚变能量是一个重要的门槛，“第一篇文章的主要作者康纳威廉姆斯说'23 博士（物理学和天文学）说，他现在是桑迪亚国家实验室的辐射和 ICF 目标设计科学家。 “这是你以后想完成的任何事情的必要要求，比如燃烧等离子体或实现点火。
通过证明他们可以仅用 28 千焦耳的激光能量实现这种水平的内爆性能，罗切斯特团队对将直接驱动方法应用于具有更多能量的激光器的前景感到兴奋。 展示火花塞是重要的一步，然而，欧米茄太小，无法压缩足够的燃料来点燃。
如果你最终可以制造火花塞并压缩燃料，那么与间接驱动相比，直接驱动具有许多有利于聚变能的特性，“Varchas Gopalaswamy'21博士（机械工程）是LLE的科学家，他说他领导了第二项研究，探索了使用直接驱动方法对兆焦耳级激光器的影响，类似于NIF的大小。 “在将OMEGA结果放大到几兆焦耳的激光能量后，预计聚变反应将变得自我维持，这种情况称为'燃烧等离子体'。
Gopalaswamy说，直接驱动ICF是一种很有前途的方法，可以在激光聚变中实现热核点火和净能量。
促成这些最新实验成功的一个主要因素是开发了一种基于统计学并由机器学习算法验证的新内爆设计方法，“机械工程系和物理与天文学系的首席科学家兼首席科学家Robert L.说麦克罗里教授里卡多·贝蒂（Riccardo Betti）说。 “这些**模型使我们能够在进行有价值的实验之前缩小有前途的候选设计库。
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