[科普中國(guó)]-環(huán)空器

環(huán)空器（英語：Hohlraum，源自德文）是輻射熱動(dòng)力學(xué)中的術(shù)語，它是指一個(gè)腔壁與腔內(nèi)達(dá)到輻射熱平衡狀態(tài)的空腔。在實(shí)際情況下，理想的環(huán)空器可以通過在任何不透明金屬制成的中空容器上打一個(gè)小孔來近似。這樣，從小孔中透出的輻射近似為容器內(nèi)部產(chǎn)生的黑體輻射。

簡(jiǎn)介環(huán)空器（英語：Hohlraum，源自德文）是輻射熱動(dòng)力學(xué)中的術(shù)語，它是指一個(gè)腔壁與腔內(nèi)達(dá)到輻射熱平衡狀態(tài)的空腔。在實(shí)際情況下，理想的環(huán)空器可以通過在任何不透明金屬制成的中空容器上打一個(gè)小孔來近似。這樣，從小孔中透出的輻射近似為容器內(nèi)部產(chǎn)生的黑體輻射。1

慣性約束聚變慣性約束聚變中使用的間接驅(qū)動(dòng)方法如下：包含有聚變?nèi)剂系男∏蚍胖迷谥苇h(huán)空器中，輻射源例如激光照入環(huán)空器內(nèi)部，環(huán)空吸收了巨大能量后開始輻射出X射線，使聚變?nèi)剂祥_始燃燒。由于輻射源不直接照射在小球上，這種方式稱為間接驅(qū)動(dòng)。這種方法的優(yōu)勢(shì)是環(huán)空器內(nèi)的輻射要比直接照射燃料小球的方式更為均勻和對(duì)稱，能夠產(chǎn)生更均勻的內(nèi)爆過程。

為了避免壓縮過程中出現(xiàn)的流體力學(xué)的不穩(wěn)定性，環(huán)繞燃料小球的X-射線必須非常對(duì)稱。早期的設(shè)計(jì)中，環(huán)空器的每一段都有輻射器，但是實(shí)踐證明，這種結(jié)構(gòu)很難維持足夠的X-射線對(duì)稱性。在二十世紀(jì)九十年代末，物理學(xué)家找到了一種新的設(shè)計(jì)，讓環(huán)空器腔壁吸收離子束的能量，這樣X射線可以從環(huán)繞小球的很大一部分的立體角輻射出。通過合理的選擇吸收能量用的金屬，這種被稱為“分布式輻射靶”的結(jié)構(gòu)可以提供更好的X射線對(duì)稱性，在仿真中性能比早期設(shè)計(jì)更好。1

核武器設(shè)計(jì)方案熱核武器的泰勒-烏拉姆設(shè)計(jì)方案據(jù)猜測(cè)使用了環(huán)空器來儲(chǔ)存初級(jí)核彈爆炸時(shí)釋放的能量，并用此能量將次級(jí)核彈內(nèi)爆。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李嘉騫 - 博士 - 同濟(jì)大學(xué)