摘要：为研制出满足惯性约束聚变（ICF）实验的氘氚（DT）冷冻靶，需要控制DT结晶生长过程，实现DT单晶生长，由此减少影响冰层均匀化及聚变实验的晶体缺陷。本文运用晶体生长形态动力学理论建立了密排六方晶体（hcp）单晶生长模型，实验中通过对靶室进行±3 mK精确控温，采用可见光背光成像技术在线表征了低温下玻璃微球内氘（D2）的结晶生长过程，结果表明：在20—100 Pa低温氦气导热环境下，通过缓慢降温可显著降低氘晶体生长过程中形成的缺陷；当降温速率达到2 mK/min时，观测到了氘燃料的两种单晶生长过程，实验具有可重复性；建立的hcp单晶生长理论模型与实验结果符合，并与美国利弗莫尔国家实验室（LLNL）的DT单晶生长过程进行了对比，提出了冷冻靶内D2/DT燃料的单晶生长方法。

关键词：惯性约束聚变 背光成像 降温速率 单晶生长 

单位：中国工程物理研究院核物理与化学研究所 绵阳621900