The effect of pre-plasma on core heating in cone-guiding fast ignition is evaluated by two-dimensional particle-in-cell (PIC) and Fokker–Planck (FP) simulations. If the long-scale pre-plasma exists in the cone, the generated fast electron energy becomes too high for effective core heating. As a result, the energy coupling from laser to core ηL→core is reduced by 80% compared with the case without a pre-plasma. Even for the case without a pre-plasma, ηL→core obtained in the simulation is smaller than that required for 5 keV heating in FIREX-I. In order to enhance ηL→core, we propose a new target design 'extended double cone with short inner cone wall' for fast electron guiding to imploded core and show sufficient improvement of heating efficiency using this new cone on the basis of PIC and FP hydro-simulations.
コーンガイド高速点火におけるコア加熱に対するプレプラズマの影響を、二次元粒子インセル(PIC)およびフォッカー・プランク(FP)シミュレーションにより評価した。コーン内に長スケールのプレプラズマが存在する場合、生成される高速電子エネルギーが効果的なコア加熱には高すぎるものとなる。その結果、レーザーからコアへのエネルギー結合効率ηL→coreは、プレプラズマがない場合と比較して80%低下する。プレプラズマがない場合でも、シミュレーションで得られたηL→coreは、FIREX-Iにおける5 keV加熱に必要な値よりも小さい。ηL→coreを向上させるために、爆縮コアへの高速電子ガイディングのための新しいターゲット設計「短い内側コーン壁を有する拡張ダブルコーン」を提案し、PICおよびFPハイドロシミュレーションに基づいて、この新しいコーンを用いた加熱効率の十分な改善を示す。