聚爆理論

聚爆理論是1972年美國學者尼庫爾斯等人提出的，為使雷射聚變達到點火條件，並產生有益的能量輸出，除了要提高雷射的能量外，還要求精確控制雷射的照射方式。一個1毫米左右直徑的氘、氚小丸上，在以十億分之幾秒計的過程中，一共包括冕區形成、表層噴射、多次聚心壓縮和芯部點火4個階段。

1972年美國學者尼庫爾斯等人公布了聚爆理論。根據這一理論，雷射除了使靶丸加熱外，還使靶芯壓縮，可以成千倍地增加靶芯密度；由於壓縮引起的密度的提高，為使聚變達到可以實用的規模，只需幾萬焦耳以上的能量就夠了。聚爆理論增強了科學家們的信心，吹響了向雷射聚變點火進軍的號角。從此以後，以點火為目標的雷射聚變研究就開展了。
根據聚爆理論，為使雷射聚變達到點火條件，並產生有益的能量輸出，除了要提高雷射的能量外，還要求精確控制雷射的照射方式。在雷射照射的開始階段，要求雷射的功率小一些，以便靶丸表面逐漸汽化，形成一層與地球的大氣層類似的冕區，使雷射的能量能夠均勻地傳輸到靶丸的表面。然後再通過一次比一次強的雷射照射，產生一個比一個快的聚心衝擊波，並使這些衝擊波能同時達到點火所要求的靶丸半徑處。因此在一個1毫米左右直徑的氘、氚小丸上，在以十億分之幾秒計的過程中，一共包括冕區形成、表層噴射、多次聚心壓縮和芯部點火4個階段。這4個階段要求在時間上有精確的銜接，在空間上有精確的同步，這需要何等高超的技術和工藝啊！
經過10多年的努力，雷射聚變已取得了明顯的進展。1987年，我國上海光學精密機械研究所，建成能量1000焦的“神光”雷射裝置。如果這1000焦的能量是1秒內產生的，則只有1000瓦的功率。但神光裝置的發光時間不到十億分之一秒，因此功率達十億千瓦以上，比1989年中國全部發電廠的總功率大9倍以上。利用它轟擊0.1毫米直徑的氘氚小球，小球的溫度可達1000萬℃以上，並形成1000萬個大氣壓的向心壓力，使小球產生了聚變反應。
在此之前，1980年美國在“希瓦”雷射聚變裝置上，已使靶材壓縮100倍，聚變反應釋放的能量，超過了輸入的雷射的能量的1%，取得了令人鼓舞的成績。美國為實現雷射聚變點火而設計的“諾瓦”裝置，能量可達10萬焦，1979年5月14日開始建造，1986年1月建成並開始調試和實驗。
註：圖為我國大型雷射裝置“神光”