Grenzflächenwärmewiderstand in energiereicher Materie bestätigt: Auswirkungen auf die Fusion

Forscher haben die Existenz von Grenzflächenwärmewiderstand (ITR) in energiereicher Materie (HED) bestätigt, eine Entdeckung, die die Trägheitsfusionforschung erheblich beeinflussen könnte. Das am OMEGA 60-Laser durchgeführte Experiment umfasste das Erhitzen eines kunststoffbeschichteten Wolframdrahts mit Röntgenstrahlen, um eine energiereiche Grenzfläche zu erzeugen. Mithilfe der Fresnel-Diffraktionsradiographie beobachteten Wissenschaftler eine Temperaturdiskontinuität von etwa 6 eV an der Grenzfläche, was einen eingeschränkten Wärmefluss und einen erheblichen ITR belegt. Der gemessene Grenzflächenwärmewiderstand betrug R = 3,7 × 10⁻¹⁰ ± 8 × 10⁻¹¹ m²K/W. Diese Entdeckung stellt die Annahme in Frage, dass eine Fülle leitfähiger Elektronen den ITR in HED-Umgebungen eliminiert. Das Vorhandensein von ITR kann Temperaturmessungen in dynamischen Kompressionsexperimenten beeinflussen und die Konstruktion von Brennstoffkapseln in der Trägheitsfusion erheblich beeinflussen, wo Temperaturdiskontinuitäten an Materialgrenzflächen zu Druckgradienten führen und das Wachstum hydrodynamischer Instabilitäten beeinflussen können. Die Einbeziehung von ITR-Überlegungen in das Design von Fusionszielen kann die Vorhersagefähigkeiten verbessern und Trägheitsfusionsenergiekonzepte voranbringen.