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“神光”计划——惯性约束核聚变激光驱动装置工程总投资：—工程期限：1980年——2030年“神光”高能激光系统的球形真空靶室和光学设备。
“激光”一词是“LASER”的意译。
LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字头组合而成的专门名词，在我国曾被翻译成“莱塞”、“光激射器” 、“光受激辐射放大器”等。
1964年，钱学森院士提议取名为“激光”，既反映了“受激辐射”的科学内涵，又表明它是一种很强烈的新光源，贴切、传神而又简洁，得到我国科学界的一致认同并沿用至今。
世界第一台激光器问世是在1960年6月,中国第一台激光器是在1961年9月。
从1961年中国第一台激光器宣布研制成功至今，我国形成了门类齐全、水平先进、应用广泛的激光科技领域，并在产业化上取得可喜进步，可以说，在起步阶段我国的激光技术发展迅速，无论是数量还是质量，都和当时国际水平接近，一项创新性技术能够如此迅速赶上世界先进行列，在我国近代科技发展史上并不多见。
这些成绩的取得，尤其是能够把物理设想、技术方案顺利地转化成实际激光器件，主要得力于我国多年来在技术光学、精密机械和电子技术方面积累的综合能力和坚实基础。
上海光机所我国早期激光技术的发展1957年，王大珩等在长春建立了我国第一所光学专业研究所——中国科学院长春光学精密仪器机械研究所（简称“长春光机所”）。
在老一辈专家带领下，一批青年科技工作者迅速成长，邓锡铭是其中的突出代表。
早在1958年美国物理学家肖洛、汤斯关于激光原理的著名论文发表不久，他便积极倡导开展这项新技术研究，在短时间内凝聚了富有创新精神的中青年研究队伍，提出了大量提高光源亮度、单位色性、相干性的设想和实验方案。
1960年世界第一台激光器问世。
1961年夏，在王之江主持下，我国第一台红宝石激光器研制成功。
此后短短几年内，激光技术迅速发展，产生了一批先进成果。
用于惯性约束聚变靶丸测量的激光差动共焦传感器郭俊杰;邱丽荣;王允;孟婕;高党忠【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2013(021)003【摘要】针对目前原子力显微镜等方法只能测量激光惯性约束核聚变(ICF)靶丸外表面等难题,研制了高精度、非接触、小型化的激光差动共焦传感器(LDCS).该传感器基于差动共焦原理,利用激光差动共焦轴向响应曲线的零点对靶丸内外表面和球心分别进行定位,并结合物镜微位移驱动技术,实现靶丸内外表面和壳层厚度的高精度测量.该方法减少了靶丸表面的反射率、倾斜等因素对测量瞄准特性的影响,显著提高了系统的抗干扰能力.将传统的显微成像与差动共焦测量光路进行有机融合,实现了对被测样品的精确瞄准.初步实验与理论分析表明:当测量物镜的数值孔径NA 为0.65时,LDCS的轴向分辨力优于5 nm,信噪比优于1 160,过零点的标准偏差为10 nm.该传感器为激光惯性约束核聚变靶丸测量提供了一种新的技术途径.【总页数】8页(P644-651)【作者】郭俊杰;邱丽荣;王允;孟婕;高党忠【作者单位】北京理工大学光电学院,北京100081;南阳理工学院机械与汽车工程学院,河南南阳473004;北京理工大学光电学院,北京100081;北京理工大学光电学院,北京100081;中国工程物理研究院激光聚变中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院激光聚变中心,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TP212.14;TL816.9【相关文献】1.激光惯性约束聚变(ICF)玻璃靶丸研究及进展 [J], 张建华;卢忠远;汪关才;丁建旭2.激光惯性约束聚变（ICF）玻璃靶丸研究及进展 [J], 张建华;卢忠远;汪关才;丁建旭3.激光惯性约束聚变靶靶丸制备与表征 [J], 李波;张占文;何智兵;高党忠;陈素芬;何小珊;赵学森;漆小波;刘一杨4.惯性约束聚变靶丸高精度X射线数字成像 [J], 王琦; 高党忠; 马小军; 徐春; 朱溢佞; 姜凯; 张园成; 杨诗棣5.惯性约束聚变靶丸内杂质气体抽空流洗过程的数值模拟 [J], 邹雄;漆小波;张涛先;高章帆;黄卫星因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
核聚变技术研发中的关键技术瓶颈有哪些核聚变，作为一种潜在的几乎取之不尽、用之不竭的清洁能源，一直是科学界追求的梦想。
然而，要实现可控核聚变并将其应用于实际能源生产，我们还面临着一系列关键的技术瓶颈。
首先，材料问题是核聚变技术研发中的一大挑战。
在核聚变反应中，会产生极高的温度和强大的辐射，这对反应堆内部的材料提出了极其苛刻的要求。
例如，用于容纳等离子体的容器壁材料需要能够承受高温、高能量粒子的轰击，同时还需要保持良好的机械性能和稳定性。
目前常用的材料如钨、钼等，在长时间的运行中仍然会出现疲劳、腐蚀和脆化等问题。
此外，材料与等离子体的相互作用也会导致杂质的产生，从而影响核聚变反应的效率和稳定性。
因此，寻找和开发能够在极端条件下长期稳定工作的新型材料，是核聚变技术发展的关键之一。
其次，等离子体的控制和约束是核聚变技术的核心难题。
等离子体是核聚变反应的物质状态，它具有高温、高能量和高导电性等特点。
要实现可控核聚变，必须将等离子体有效地约束在一定的空间内，并使其保持足够长的时间以发生充分的核聚变反应。
目前主要的约束方法有磁约束和惯性约束两种。
磁约束是通过强大的磁场来限制等离子体的运动，例如托卡马克装置；惯性约束则是利用激光或粒子束在极短的时间内对燃料靶丸进行压缩和加热，使其达到核聚变条件。
然而，无论是磁约束还是惯性约束，都存在着许多技术难题。
在磁约束中，等离子体的不稳定性、能量泄漏和杂质控制等问题仍然有待解决；在惯性约束中，如何实现高效的能量注入和均匀的压缩是关键挑战。
再者，能量的提取和转化也是核聚变技术需要突破的瓶颈。
即使核聚变反应能够成功发生，如何将产生的巨大能量有效地提取出来并转化为电能等可用形式，也是一个复杂的问题。
这涉及到热交换、能量传输和转换等多个环节，需要高效的热工系统和先进的能量转换技术。
目前的技术方案在能量效率和经济性方面还存在很大的不足，需要进一步的研究和创新。
另外，核聚变反应的燃料供应和处理也是一个不容忽视的问题。
激光惯性约束聚变应用基础及前沿物理研修班研修手册主办单位：北京计算科学研究中心协办单位：北京应用物理与计算数学研究所中国工程物理研究院激光聚变研究中心中国工程物理研究院研究生院2023年9月北京为促使我院和国内相关领域青年研究人员尽快熟悉激光惯性约束聚变（ICF）中的关键问题及其研究方法，提升ICF相关专业技术人才的创新能力和综合素质，推动国内ICF研究领域的交流合作和协同创新，中国工程物理研究院北京计算科学研究中心（协办单位：中物院八所、九所、研究生院）拟于2023年9月15日至17日在北京举办“激光惯性约束聚变应用基础及前沿物理”研修班，主要介绍惯性约束聚变重要物理问题及其研究进展。
1. 研修时间及地点研修时间：2023年9月15-17日全天报道时间：9月14日下午14:00-17:009月15日早上 7:40-8:20研修及报到地点：北京计算科学研究中心一层第一会议室地址：北京市海淀区西北旺东路10号院东区9号楼2. 用餐地点（9月15-17日提供午餐及晚餐）午餐&晚餐地点：北京计算科学研究中心负一层食堂3. 交通路线出租车：1）北京首都国际机场：预计行驶50分钟，费用约120元2）北京大兴国际机场：预计行驶120分钟，费用约300元 3）北京火车站：预计行驶70分钟，费用约90元4）北京西站：预计行驶60分钟，费用约70元5）北京南站：预计行驶80分钟，费用约110元公交/地铁：1）北京首都国际机场：首都机场线换乘地铁13号线至清河站，乘坐495路公交车于东北旺西路北口下车，步行400米即可到达中心。
2）北京大兴国际机场：北京大兴国际机场线换乘地铁19号线至草桥站，换乘地铁10号线至知春路站，换乘地铁13号线至清河站，乘坐495路公交车于东北旺西路北口下车，步行400米即可到达中心。
3）北京火车站：地铁2号线至西直门站，换乘地铁13号线至清河站，乘坐495路公交车于东北旺西路北口下车，步行400米即可到达中心。
核聚变反应堆的技术路线在探索未来能源的道路上，核聚变反应堆无疑是最具潜力的选项之一。
核聚变，简单来说，就是将轻原子核融合在一起，释放出巨大的能量。
这个过程与太阳内部的能源产生机制相似，因此也被称为“人造太阳”。
实现核聚变并非易事，需要攻克诸多技术难题，而不同的技术路线则为实现这一目标提供了多种可能。
目前，主要的核聚变反应堆技术路线包括磁约束核聚变和惯性约束核聚变。
磁约束核聚变是当前研究最为广泛和深入的技术路线之一。
其核心思想是利用强大的磁场来约束高温等离子体，使其在一个特定的空间内发生核聚变反应。
其中，最具代表性的装置是托卡马克装置。
托卡马克装置看起来就像是一个巨大的环形“甜甜圈”。
在这个装置内部，通过强大的电流产生磁场，将高温、高密度的等离子体约束在环形的真空室内。
等离子体的温度可以高达数千万摄氏度，在这样的高温下，原子核才有足够的能量克服彼此之间的静电排斥，从而发生融合。
为了实现有效的磁约束，科学家们需要精确控制磁场的形状和强度。
这涉及到复杂的电磁场理论和先进的超导技术。
超导材料能够在低温下零电阻地传导电流，从而产生强大而稳定的磁场。
但超导材料的制备和应用也面临着诸多挑战，比如如何提高超导材料的性能和稳定性，如何在大型装置中实现高效的冷却等。
此外，等离子体的不稳定性也是磁约束核聚变面临的一个重要问题。
等离子体在约束过程中可能会出现各种不稳定现象，导致能量损失和约束失效。
科学家们需要通过深入的理论研究和实验探索，找到有效的控制方法来抑制这些不稳定性。
惯性约束核聚变则是另一种有前途的技术路线。
它的基本原理是利用高功率的激光或离子束在极短的时间内照射核聚变燃料靶丸，使其表面迅速蒸发并产生反冲压力，从而将燃料压缩到极高的密度和温度，引发核聚变反应。
在惯性约束核聚变中，关键技术之一是高功率激光系统。
这些激光系统需要在极短的时间内输出极高的能量，并且具有极高的光束质量和聚焦精度。
目前，世界上一些大型的惯性约束核聚变实验装置，如美国的国家点火装置（NIF），已经能够实现非常强大的激光输出。
惯性约束聚变又称靶丸聚变,为实现受控核聚变的一种途径。
它是利用高功率的脉冲能束均匀照射微球靶丸，由靶面物质的消融喷离产生的反冲力使靶内氘氚燃料快速地爆聚至超高密度(塼103倍氘氚的液态密度)和热核温度(塼10keV)，从而点燃的高效率释放聚变能的微型热核爆炸。
在惯性约束聚变中，约束由聚变物质的惯性所提供，聚变反应必须在等离子体以高速（约108cm／s）从反应区飞散前的短暂时间 (约10-10～10-11s)内完成。
所以是一种以短脉冲方式运行的受控核聚变。
通常是采用聚焦的强激光束或高能的带电粒子（电子、轻离子或重离子）束，作为加热与压缩燃料靶丸的驱动器。
所以，又可以将惯性约束聚变分为激光聚变和粒子束（电子、轻离子或重离子束）聚变。
惯性约束聚变研究的长远目标是建成聚变电站，探索受控热核新能源；因其能够产生与核武器中心相近的高能量密度状态，所以又有着较近期的军事上的应用目标，这是指在实验室中研究核武器物理并模拟核爆炸效应；另外，惯性约束聚变形成的高压、高温的物质状态，也能为这些极端条件下的物性研究提供可能。
早在1952年，就已成功地将惯性约束的方式应用于氢弹的热核爆炸；然而，利用激光或带电粒子束照射燃料靶丸而实现惯性约束聚变的建议，是到60年代初激光问世后才提出的。
随后，由于调Q脉冲激光器的出现,开始了激光聚变的研究。
在开始的前10年，还只是停留在简单地用激光提高物质的温度以达到产生核聚变反应的条件;1968年,苏联列别捷夫研究所的Η.Γ.巴索夫等首次报道从氘化锂平面型靶上获得了中子。
直到1972年，美国利弗莫尔国家实验室的J.纳科尔斯等公开发表了高密度爆聚的理论，重点于是转向多束激光辐照微球靶的高压缩爆聚实验；激光聚变研究的规模也相应有了相当大的扩充。
另外，在脉冲功率技术发展的基础上，70年代后又相继开始了相对论性电子束、轻离子束与重离子束聚变的研究。
不过,与激光聚变已达到的水平相比较,它们都还处在发展的初期。
激光惯性约束聚变的基本原理和点火装置中国工程物理研究院激光聚变研究中心粟敬钦1激光惯性约束聚变基本原理聚变反应是指由较轻原子核聚合生成较重原子核，并伴随着能量释放的过程。
根据爱因斯坦的质能关系，聚变放能的实质是把质量转换为能量。
聚变反应要求原子核有足够的动能克服静电排斥力。
聚变点火，是指当聚变放能大于驱动能量，热核系统温度自持地急剧上升并引发急剧放能的现象。
所谓燃烧，是热核系统点火后维持高温并持续放能的现象。
热核系统只有充分燃烧，才能获得高能量增益。
聚变反应能释放巨大的能量，实现可控的聚变反应是人类未来能源的希望。
聚变点火和燃烧必须在高温和高压下才能实现，而且要维持足够长的时间。
自然界中这样的热核反应只在恒星内部，由于恒星巨大的质量，通过万有引力约束高温高压等离子体，使聚变反应持续地进行下去。
在地球上要创造聚变的条件，主要采用磁约束聚变和惯性约束聚变两种不同途径。
惯性约束聚变（Inertial Confinement Fusion，以下简称ICF）是利用激光或激光产生的X射线作驱动源，均匀地加热装填氘氚(DT)燃料的微型球状靶丸外壳表面，形成高温高压等离子体并向外喷射，产生反冲压力，快速地向内压缩靶丸未加热的部分，使DT主燃料层密度达到每立方厘米几百克质量，并在DT燃料芯部形成高温高密度热斑，点燃聚变反应。
燃烧从中心向外迅速地在被压缩的主燃料层中传播，靶丸自身的惯性约束高温高密度燃烧需要足够长的时间，进行充分的燃烧后，放出大量聚变能，获得能量增益。
这就是ICF的中心点火的概念，可以归纳为四个阶段：靶丸加热、内爆压缩、聚变点火及聚变燃烧，如图1所示。
图1 惯性约束核聚变各阶段示意图1960年激光器问世不久，前苏联的科学家Basov和我国科学家王淦昌等就各自独立提出利用激光实现实验室聚变反应的建议。
自二十世纪七十年代初，随着激光技术的进步，ICF研究取得了实质性进展，正在向点火目标迈进。
美国美国劳伦斯里弗摩尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory，LLNL）于2014 年完成了高熵压缩的内爆实验，氘氚聚变中子产额接近1016，首次在实验室内实现了α 粒子自加热，核反应放能超过了聚变燃料的吸能，标志着聚变点火研究首次走到了“悬崖”底下。
