摘要：这一里程碑是通过将国家点火装置 (NIF) 激光与超轻金属泡沫相结合实现的。劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的研究人员创造了世界上最亮的 X 射线源，其强度是以前光源的两倍。这一突破可能会推动聚变能研究等关键领域的发展。

这一里程碑是通过将国家点火装置 (NIF) 激光与超轻金属泡沫相结合实现的。劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的研究人员创造了世界上最亮的 X 射线源，其强度是以前光源的两倍。这一突破可能会推动聚变能研究等关键领域的发展。

为了实现这一里程碑，研究人员结合了两种强大的工具：国家点火装置（NIF）激光和超轻金属泡沫。

NIF 激光器是世界上能量最强大的激光器之一，能够发射极其强烈的光脉冲。

另一方面，金属泡沫是一种具有海绵状结构的材料，其中含有孔隙网络，因此重量极轻。

研究人员选择银作为金属泡沫的材质。之所以选择银，是因为金属产生的 X 射线的能量与其原子序数有关。

研究人员在新闻稿中解释道：“研究小组使用银是因为他们想要制造能量大于 20,000 电子伏的 X 射线。”

泡沫结构起着至关重要的作用

不仅元素组成，泡沫的结构对于实验也非常重要。

新闻稿中强调：“该团队使用模具和银纳米线制造了 4 毫米宽的圆柱形靶材。”

当 NIF 激光照射到一块固体金属上时，它会加热表面的一小块区域。然而，泡沫的多孔性质允许激光更深地穿透，随后加热更大体积的材料。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家杰夫·科尔文说：“我们制造的银泡沫的密度约为固体密度的 1/1000，比空气的密度高不了多少。”

“在这种泡沫中，NIF 激光会加热更大体积的材料，而且热量传播的速度比在固体中快得多。整个泡沫圆柱体在大约 15 亿分之一秒内就会升温，”新闻稿补充道。

这种快速而广泛的加热过程是产生前所未有的明亮 X 射线的原因。研究小组进行了进一步的实验，改变了泡沫密度，以确定最大化能量输出的最佳结构。

对等离子体物理学的意外见解

这种新型 X 射线源为科学探索提供了巨大的潜力。它的高亮度和高能量水平特别适合对密度极高的物质进行成像和分析，例如惯性约束聚变实验中产生的等离子体。

惯性约束聚变是一种利用强激光加热和压缩小燃料球的工艺，有望成为一种清洁而丰富的能源。此外，这项研究还对等离子体的物理特性产生了意想不到的见解。

与许多模型固有的热平衡假设相反，科学家观察到这些高能、高温金属等离子体与这种状态有显著偏差。

这表明等离子体内的电子、离子和光子并不具有均匀的温度。

“展望未来，这意味着我们需要重新思考我们对热传输的假设以及如何计算这些特定金属等离子体中的热传输，”科尔文总结道。

这一发现在等离子体物理学领域具有巨大的潜力，并有助于开发更精确的惯性约束聚变模型。

来源：科学联线牵