This paper uses extended-magnetohydrodynamics (MHD) simulations to explore an extreme magnetized plasma regime realizable by cylindrical implosions on the OMEGA laser facility. This regime is characterized by highly compressed magnetic fields (greater than 10 kT across the fuel), which contain a significant proportion of the implosion energy and induce large electrical currents in the plasma. Parameters governing the different magnetization processes such as Ohmic dissipation and suppression of instabilities by magnetic tension are presented, allowing for optimization of experiments to study specific phenomena. For instance, a dopant added to the target gas-fill can enhance magnetic flux compression while enabling spectroscopic diagnosis of the imploding core. In particular, the use of Ar K-shell spectroscopy is investigated by performing detailed non-LTE atomic kinetics and radiative transfer calculations on the MHD data. Direct measurement of the core electron density and temperature would be possible, allowing for both the impact of magnetization on the final temperature and thermal pressure to be obtained. By assuming the magnetic field is frozen into the plasma motion, which is shown to be a good approximation for highly magnetized implosions, spectroscopic diagnosis could be used to estimate which magnetization processes are ruling the implosion dynamics; for example, a relation is given for inferring whether thermally driven or current-driven transport is dominating.
本論文では、拡張磁気流体力学（MHD）シミュレーションを用いて、OMEGAレーザーにおける円筒爆縮によって実現可能な極端な磁化プラズマ領域を探求する。この領域は、高圧縮された磁場（10 kT超）を特徴とし、その磁場は爆縮エネルギーの有意な割合を保持し、プラズマ中に大きな電流を誘起する。オーム散逸や磁気張力による不安定性の抑制など、異なる磁化過程を支配するパラメータが提示され、特定の現象を研究するための実験の最適化が可能となる。例えば、ターゲットのガス充填にドーパントを添加することで、磁束圧縮を強化しつつ、爆縮コアの分光診断を可能にできる。特に、MHDデータに対する詳細な非LTE原子過程および放射輸送計算を実行することにより、Ar K殻分光の使用を調査する。コアの電子密度と温度の直接測定が可能となり、磁化が最終温度および熱圧力に与える影響の両方を評価できる。磁場がプラズマ運動に凍結されていると仮定することは、高磁化爆縮に対して良い近似であることが示されており、分光診断を用いて爆縮ダイナミクスを支配する磁化過程を推定できる。例えば、熱駆動輸送と電流駆動輸送のどちらが支配的かを判断するための関係式が与えられる。