在惯性约束聚变(IFE)领域，聚变燃料靶的设计成为关键挑战。美国能源部SLAC国家加速器实验室正积极投入实验，改进聚变燃料靶设计，以推动惯性约束聚变技术发展。此项工作是能源部惯性聚变能源科学与技术加速器研究(IFE-STAR)计划RISE中心的重要组成部分。
设计有效的聚变燃料靶并非易事。研究人员需掌握潜在材料在高功率激光产生的极端高温、高压下的响应情况。每个燃料胶囊都需对称压缩，且不能存在缺陷、空隙或杂质。同时，考虑到未来聚变电站预计每秒使用约10个燃料胶囊，大规模生产能力也至关重要。近期，在SLAC直线加速器相干光源(LCLS)进行的四项研究，为3D打印泡沫燃料胶囊在极端条件下的性能提供了新见解。
这些研究涵盖多个方面。一项研究聚焦温度测量，通过结合汤姆逊散射和荧光光谱技术，获得了带有时间戳的温度数据，为更精确测量目标候选天体温度铺平道路。另一项研究探索了冲击波在不同目标材料中的传播方式，测试了不同密度的3D打印TPP泡沫及传统气凝胶泡沫，为验证模拟模型、预测不同目标性能提供依据。还有研究首次尝试以极高精度对TPP泡沫进行成像，构建详细二维和三维图像，帮助创建清晰三维重建图像。此外，研究团队还故意在胶囊样品中制造空隙，追踪其影响材料在极端压力下压缩方式，为改进模拟模型提供实际数据。
SLAC高级科学家阿里安娜·格里森表示，这些研究为下一阶段IFE目标研究奠定基础，由新一代聚变科学家领导。主要作者们也表示，对聚变领域的热情驱使他们不断前进，为可能对人类社会产生革命性影响的技术贡献力量。LCLS作为美国能源部科学办公室的用户设施，部分研究由IFE-STAR计划RISE中心资助。
