This paper explores four different magnetic field topologies for application to spherical inertial confinement fusion implosions: axial, mirror, cusp and closed field lines. A mirror field is found to enhance the impact of magnetization over an axial field; this is because the mirror field more closely follows the hot-spot surface. A cusp field, while simple to generate, is not found to have any benefits over the tried-and-tested axial field. Closed field lines are found to be of the greatest benefit to hot-spot performance, with the simulated design undergoing a 2× increase in ion temperature before α-heating is considered. The plasma properties of the simulation with closed field lines are radically different from the unmagnetized counterpart, with electron temperatures in excess of 100 keV, suggesting that a fundamental redesign of the capsule implosion is possible if this method is pursued.
本論文は、球対称慣性核融合爆縮への応用を目的とした4つの異なる磁場トポロジー、すなわち軸方向場、ミラー場、カスプ場、閉じた磁力線場を探求する。ミラー場は、軸方向場よりも磁化の影響を増強することが見出された。これは、ミラー場がホットスポット表面により密接に追従するためである。カスプ場は、生成が単純である一方で、実証済みの軸方向場に対する利点は見出されなかった。閉じた磁力線場は、ホットスポット性能に対して最大の利点をもたらすことが見出され、シミュレーション設計ではα加熱を考慮する前にイオン温度が2倍に増加した。閉じた磁力線場を用いたシミュレーションのプラズマ特性は、非磁化の場合とは根本的に異なり、電子温度が100 keVを超え、この手法が追求されればカプセル爆縮の根本的な再設計が可能であることを示唆している。