靶室（前）和飞秒激光（后）用于CSU微尺度融合实验。 （图片：Advanced Beam Laboratory）

科罗拉多州立大学（CSU）科学家和合作者使用紧凑的“自制”超快激光加热有序纳米线阵列，并在实验室中展示了微型核聚变。他们已经实现了创记录的中子产生效率（剧变过程中产生）。
激光驱动的受控聚变实验通常通过惯性约束来完成，例如在国家点火装置（National Ignition Facility）的需要数亿美元的多焦耳激光器。这些实验既可以用于清洁能源应用的核聚变，也可以用于材料研究。

相比之下，由CSU领导的学生、研究科学家和合作者团队使用超快的台式激光器产生脉冲，持续时间为60 fs，能量高达1.65 J，中心波长为400 nm，激光聚焦为f / 1.7抛物面镜。目标是200或400纳米直径的氘化聚乙烯（CD₂）纳米线阵列。

短脉冲与纳米线阵列深处的体积很好地耦合，将CD₂的几微米深的层转变为等离子体并导致氘核氘（D-D）聚变。

焦耳级激光脉冲的聚变中子创记录产量

“对于1.64 J的激光脉冲能量，每发射中子的最大数量为3.6×10⁶，相当于每焦耳2.2×10⁶个中子，这是迄今为止焦耳级激光脉冲能量获得的最大聚变中子量，” Nature Communications论文的作者说道。该产量比使用来自相同材料的传统平板靶材的实验高出约500倍。

这些努力得到了杜塞尔多夫大学（德国）和科罗拉多州立大学的密集计算机模拟的支持。

小规模高效地制造聚变中子可能会导致中子成像技术的发展，并且中子探测器可以深入了解材料的结构和性能，这些结果也有助于理解超强激光与物质的相互作用。

 


编译：Nick
编译来源：LFW