Low-mode drive asymmetries are known as significant performance degradation factors in indirect-drive inertial confinement fusion (ICF) implosions. We propose a two-dimensional (2D) dynamic model to explore the impact of time-dependent low-mode drive asymmetries on the shell asymmetries in acceleration phases of implosions. Since during acceleration, the shell areal density () asymmetries are relatively small, we can treat the shell as thin shell pieces with finite mass and infinitesimally small thicknesses, neglecting the angular flows between these pieces. The radial motion of each shell piece is dominated by Newton's law. Through this model, the evolution of the shell radial velocity and the shell radius asymmetries of degree n can be characterized in terms of the drive temperature, time-dependent drive asymmetry of degree n and the average , , obtained from one-dimensional (1D) simulations. The acceleration phases of typical gas-fill capsule and layered DT capsule implosions with P2 or P4 drive asymmetries are explored using this model and validated using both 2D radiation hydrodynamic simulations and available backlit shell distortion measurements. This model gives a useful tool for ICF design, with an advantage of simplicity and speed.
低モード駆動非対称性は、間接駆動慣性核融合(ICF)爆縮における主要な性能低下要因として知られている。我々は、爆縮の加速段階における時間依存の低モード駆動非対称性がシェル非対称性に及ぼす影響を調べるための2次元(2D)動的モデルを提案する。加速段階では、シェルの面密度()非対称性は比較的小さいため、シェルを有限質量かつ無限小の厚さを持つ薄いシェル片として扱うことができ、これらの片間の角度方向の流れは無視できる。各シェル片の半径方向の運動はニュートンの法則によって支配される。このモデルを通じて、次数nのシェル半径速度 およびシェル半径 の非対称性の時間発展は、駆動温度、次数nの時間依存駆動非対称性、および1次元(1D)シミュレーションから得られる平均 、 、 によって特徴づけられる。典型的なガス封入カプセルおよび層状DTカプセルの爆縮における加速段階を、P2またはP4駆動非対称性のもとでこのモデルを用いて調べ、2D輻射流体シミュレーションおよび利用可能なバックライトシェル変形測定の両方を用いて検証した。このモデルは、その簡便性と高速性という利点を活かし、ICF設計のための有用なツールを提供する。