聚变复制了为太阳提供动力的相同反应，由于其安全、清洁、廉价和可靠的潜力，长期以来一直被视为理想的能源。自 20 世纪 60 年代初以来，科学家们一直在寻求使用高功率激光器在足够长的时间和足够高的温度下压缩热核材料以触发点火的可能性——在该点，惯性聚变能量的最终输出大于传递给热核材料的能量。目标。
科学家们于 2022 年 12 月在劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置实现了点火，但在使聚变能在技术和商业上实现大规模生产和消费方面仍然存在许多障碍。
展示动态壳层形成的新工作可能有助于实现创建聚变发电厂的目标。
研究人员包括罗切斯特大学激光能量学实验室 (LLE) 的高级科学家 Igor Igumenshchev 和 LLE 的科学家兼理论部主任、机械工程系助理教授（研究）Valeri Goncharov，讨论了他们的研究成果。物理评论快报上的一篇论文中的发现。
伊古门什切夫说：“这项实验证明了适合经济实惠、大规模生产惯性聚变能源的创新目标概念的可行性。”
在惯性聚变能的传统方法中，由少量氢燃料（以氢同位素氘和氚的形式）组成的目标被固体冻结成球壳。然后，外壳受到激光轰击，将中心燃料加热到极高的压力和温度。当达到这些条件时，外壳会塌陷并点燃，发生聚变。
该过程释放大量能量，有可能驱动无碳发电厂。但聚变发电厂仍然是假设的，每天需要近一百万个目标。目前使用冷冻制备工艺制造靶材的方法成本昂贵且靶材难以生产。
动态壳形成是创建靶材的另一种方法，其中将氘和氚的液滴注入泡沫胶囊中。当受到激光脉冲轰击时，胶囊会发展成球壳，然后内爆并塌陷，导致着火。动态壳形成不需要传统的产生惯性聚变能的方法所采用的昂贵的低温分层，因为它使用液体靶材。这些目标也将更容易实现。
Goncharov 在 2020 年的一篇论文中首次描述了动态壳层的形成，但该概念尚未得到实验证明。在一项缩小规模的原理验证实验中，Igumenshchev、Goncharov 和他们的同事使用 LLE 的 OMEGA 激光器将密度与氘氚液体燃料相同的塑料泡沫球塑造成外壳，展示了关键的一步在动态外壳概念中。
为了使用动态壳层形成技术实际产生聚变，未来的研究将需要具有更长、更高能量脉冲的激光器，但当前的实验表明，动态壳层形成可能是通往更实用的聚变能反应堆的一条可行之路。
“将这一目标概念与 LLE 目前正在开发的高效激光系统相结合，将为聚变能源提供一条非常有吸引力的途径，”Igumenshchev 说。
美国能源部国家核安全管理局支持这项研究。
