Die Gleichmäßigkeit der inneren Eisschicht von gefrorenen Deuterium-Tritium-(DT)-Zielkugeln beeinflusst direkt die Zündrate der inertial eingeschränkten Fusion (ICF). Ein wichtiger Indikator zur Bewertung der Homogenität der Eisschicht ist die Homogenität der Oberflächentemperatur der Zielkugeln. In diesem Artikel wurde CFD-Software verwendet, um die Veränderungen des Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldes innerhalb der Kugelkammer zu simulieren, einschließlich des stationären Betriebs bei konstanter Kühlarmtemperatur und des instationären Abkühlprozesses. Die Wärmeübertragungseigenschaften und die Temperaturverteilung der gefrorenen Zielkugeln wurden für verschiedene Ablationsschichtmaterialien und Ice-Layer-Morphologien untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass hochleitfähige Ablationsschichtmaterialien eine positive Wirkung auf die Verbesserung der Temperaturfeldhomogenität der gefrorenen Ziele haben. Wenn die Wärmeleitfähigkeit des Materials 400 W/(m·K) übersteigt, beträgt der Temperaturunterschied an der Außenseite der kugelförmigen gefrorenen Zielkugel weniger als 0,01 mK. Während des instationären Abkühlvorgangs wird der Temperaturunterschied an der äußeren Wand der Zielkugel aus hochdichtem Kohlenstoff (HDC) mit hoher spezifischer Wärme und Wärmeleitfähigkeit um etwa 81 % gegenüber der Kohlwasserstoffpolymer-Zielkugel (CH) reduziert.

gefrorene Zielkugel;Temperaturhomogenität;Ablationsschichtmaterialien;Deuterium-Tritium-Eisschicht;numerische Simulation