自 1972年 Nuckools提出 1kJ驱动激光能量实现惯性约束聚变(ICF)中心点火以
来，激光器越造越大，但始终没有实现 ICF 点火。正在建造的美国国家点火装置
NIF，激光器能量 1.8MJ，耗资近 40 亿美元。究其原因，只有对聚变氘氚燃料实行
高压缩，才能降低点火驱动能量要求。NIF 装置上实现点火，需要压缩固体氘氚密
度(0.2g/cm 3 )5000 倍以上。压缩通过火箭烧蚀加速和聚心内爆增压实现。然而内爆
过程中存在多种流体不稳定性，破坏燃料高压缩和中心点火热斑的形成。为了减少
流体不稳定性破坏点火，一方面对球内爆驱动对称性和球靶丸制作表面光洁度提出
十分苛刻的要求，但受到驱动器和靶丸制造技术的限制；另一方面，需要研究内爆
中流体不稳定性发展规律，减少和控制流体不稳定性的增长。内爆中流体不稳定性
的非线性演化及可压缩湍流混合，涉及复杂的等离子体物理过程，是多尺度强非线
性复杂体系，至今人们对其非线性发展规律仍相当缺乏了解，使实验室实现 ICF
点火面临很大的风险。
ICF 聚心压缩和冲击波反弹，与超新星在流体动力学上十分相似，存在流体不
稳定性及湍流混合。核燃烧过程也很相似。经过长期研究，尽管已发展了很多超新
星爆炸物理模型，但都存在缺陷，至今 I 类和 II 类超新星爆炸机制仍不清楚。流体
不稳定性及可压缩湍流混合的非线性问题困难，是其主要原因。超新星爆炸的 X
光观测数据支持块团结构混合的假设，而解释宇宙中重元素丰度又需要假设小尺度
均匀混合的存在以提高聚变能量产生。ICF 内爆中流体不稳定性及可压缩湍流混合
的研究，对于理解天体物理中的其他问题，如活动星系核喷流、致密天体质量吸积、
γ射线暴、原始恒星的形成和演化、高马赫数强冲击波与稠密非均匀分子云作用、
辐射驱动分子星云(如 Eagle、Horsehead、Rosette 等)的象鼻结构，都有重要的促进
作用。
与此相关的科学问题有：实验室能否实现 ICF 热核点火？ICF 高增益燃烧是否
有助于理解超新星爆炸机制，以及重元素的核合成？高能量密度等离子体中是否存
在湍流转捩？