Shock ignition is a laser direct-drive inertial confinement fusion (ICF) scheme in which the stages of compression and hot spot formation are partly separated. The fuel is first imploded at a lower velocity than in conventional ICF, reducing the threats due to Rayleigh–Taylor instability. Close to stagnation, an intense laser spike drives a strong converging shock, which contributes to hot spot formation. This paper starts with a brief overview of the theoretical studies, target design and experimental results on shock ignition. The second part of the paper illustrates original work aiming at the design of robust targets and computation of the relevant gain curves. Following Chang et al (2010 Phys. Rev. Lett.104135002) a safety factor for high gain, ITF* (analogous to the ignition threshold factor ITF introduced by Clark et al (2008 Phys. Plasmas15056305)), is evaluated by means of parametric 1D simulations with artificially reduced reactivity. SI designs scaled as in Atzeni et al (2013 New J. Phys.15045004) are found to have nearly the same ITF*. For a given target, such ITF* increases with implosion velocity and laser spike power. A gain curve with a prescribed ITF* can then be simply generated by upscaling a reference target with that value of ITF*. An interesting option is scaling in size by reducing the implosion velocity to keep the ratio of implosion velocity to self-ignition velocity constant. At a given total laser energy, targets with higher ITF* are driven to higher implosion velocity and achieve a somewhat lower gain. However, a 1D gain higher than 100 is achieved at an (incident) energy below 1 MJ, an implosion velocity below 300 km s−1 and a peak incident power below 400 TW. 2D simulations of mispositioned targets show that targets with a higher ITF* indeed tolerate larger displacements.
衝撃点火は、圧縮とホットスポット形成の段階が部分的に分離されたレーザー直接駆動慣性核融合（ICF）方式である。燃料はまず、従来のICFよりも低い速度で爆縮され、レイリー・テイラー不安定性による脅威を低減する。スタグネーション近傍では、強力なレーザースパイクが強い収束衝撃波を駆動し、ホットスポット形成に寄与する。本論文は、衝撃点火に関する理論的研究、ターゲット設計、実験結果の簡潔な概要から始める。論文の後半では、ロバストなターゲットの設計と関連する利得曲線の計算を目的とした独自の研究を説明する。Changら（2010 Phys. Rev. Lett.104135002）に従い、高利得に対する安全係数ITF*（Clarkら（2008 Phys. Plasmas15056305）によって導入された点火閾値係数ITFに類似）が、人為的に反応性を低下させたパラメトリック1Dシミュレーションによって評価される。Atzeniら（2013 New J. Phys.15045004）のようにスケーリングされたSI設計は、ほぼ同じITF*を有することが見出される。所与のターゲットに対して、このようなITF*は爆縮速度とレーザースパイク出力とともに増加する。所定のITF*を持つ利得曲線は、そのITF*の値を持つ参照ターゲットをアップスケーリングすることによって簡単に生成できる。興味深い選択肢は、自己点火速度に対する爆縮速度の比を一定に保つように爆縮速度を低減して、サイズをスケーリングすることである。所与の総レーザーエネルギーにおいて、より高いITF*を持つターゲットはより高い爆縮速度に駆動され、やや低い利得を達成する。しかしながら、1D利得が100を超えるのは、（入射）エネルギーが1 MJ未満、爆縮速度が300 km s⁻¹未満、ピーク入射出力が400 TW未満で達成される。位置ずれしたターゲットの2Dシミュレーションは、より高いITF*を持つターゲットが実際により大きな変位を許容することを示している。