激光聚变氢同位素气凝胶靶材料研究

本项目的目的是研制氢同位素（氘、氚）吸附量大于15wt%的具备纳米孔隙的多孔气凝胶惯性约束聚变(ICF)靶材料，包括纯粹的炭化有机气凝胶以及有机无机复合物碳化气凝胶靶材料。在激光惯性约束聚变（ICF）研究中，要求氘氚(DT)燃料必须被压缩到极高的密度。目前采用的提高ICF激光靶中氘、氚燃料气体含量的两种方法: 一是向微球内充入高压燃料气体，二是制备全氘氚代的聚合物靶材料。所采用的制备工艺非常复杂，对材料和环境要求非常高，氘氚燃料的密度很难提高。为克服以上困难，利用碳纳米孔隙材料的氘氚吸附特性，研制高燃料密度的固体激光聚变靶丸，无疑是高功率激光聚变点火靶物理设计中的关键技术。这一靶型可以代替昂贵的高密度低温冷冻靶的某些实验用靶。同时由于碳气凝胶材料的制备相对容易，成本较低，具有类似于纳米碳管的纳米级孔隙，只要能实现氢同位素的高吸附量，可以使氢能源的利用推广到工业及其它民用领域。