en un procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ) Documento "Special Feature" publicado en línea el 26 de junio de Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) y la Universidad de Michigan informaron sobre experimentos y técnicas recientes diseñadas para mejorar la comprensión y el control de las inestabilidades hidrodinámicas (fluidas) en entornos de alta densidad de energía (HED), como los que ocurren en las implosiones de fusión por confinamiento inercial en el Instalación Nacional de Ignición (NIF).

Este artículo describe cuatro áreas de la investigación HED que se centran en las inestabilidades de Rayleigh-Taylor (RT), que surgen cuando dos fluidos o plasmas de diferentes densidades se aceleran juntos, con el fluido más ligero (menor densidad) empujando y acelerando el fluido más pesado (mayor densidad).

Estas inestabilidades pueden degradar el rendimiento de la implosión de NIF porque amplifican los defectos del objetivo y las perturbaciones causadas por características de ingeniería como las "carpas" utilizadas para suspender la cápsula del objetivo en el hohlraum y el tubo de llenado que inyecta el combustible de fusión en la cápsula.

En cambio, RT y su análogo de choque, la inestabilidad de Richtmyer-Meshkov, se ven cuando las explosiones estelares (supernovas) expulsan su material central, como el titanio, hierro y níquel, en el espacio interestelar. El material penetra y supera las envolturas exteriores de los elementos más ligeros de silicio, oxígeno, carbón, helio e hidrógeno. Además, Un régimen único de flujo plástico de estado sólido HED e inestabilidades hidrodinámicas pueden ocurrir en la dinámica de la formación planetaria y los impactos de asteroides y meteoritos.

los PNAS El artículo presenta resúmenes de estudios de una amplia gama de inestabilidades HED RT que son relevantes para la astrofísica, ciencia planetaria, dinámica de impacto a hipervelocidad y fusión por confinamiento inercial (ICF).

Los investigadores dijeron que los estudios, si bien apunta principalmente a mejorar la comprensión de los mecanismos de estabilización en el crecimiento de RT en implosiones de NIF, también ofrecen "oportunidades únicas para estudiar fenómenos que normalmente solo se pueden encontrar en la astrofísica de alta energía, astronomía y ciencia planetaria, "como el interior de planetas y estrellas, la dinámica de la formación planetaria, supernovas, estallidos de rayos gamma cósmicos y fusiones galácticas.

Los experimentos NIF HED pueden generar presiones de hasta 100 terapascales (mil millones de atmósferas). Estas condiciones extremas permiten conducir muestras de investigación, o comprimido, a los tipos de presiones que se encuentran en el interior de los planetas y en el interior de las enanas marrones (a veces llamadas "estrellas fallidas"). También se prestan a estudios de evolución de RT que van desde caliente, plasmas densos y puntos calientes ardientes en el centro de las implosiones de ICF a relativamente fríos, materiales de alta presión que se someten a un flujo de plástico de estado sólido a una alta tensión y velocidad de deformación.

"Descubrimos que la resistencia del material en estos equipos de alta presión, de Estado sólido, Los experimentos de flujo de plástico de alta tasa de deformación son grandes y pueden reducir significativamente las tasas de crecimiento de RT en comparación con los valores clásicos. ", dijeron los investigadores." Estos resultados son relevantes para la dinámica de formación planetaria a altas presiones ".

"Una consideración intrigante, "agregaron, "Es la posibilidad de utilizar estos hallazgos para mejorar la resistencia a las inestabilidades hidrodinámicas en diseños avanzados de implosiones de cápsulas ICF".