Multi-group radiation hydrodynamics simulations have been performed to investigate the margins of thermonuclear ignition in a 1 : 1 deuterium–tritium (DT) mixture that has been contaminated with an ion species that does not usefully contribute to the burning process. In this paper we examine the effects of a range of contaminant materials that may be associated with the re-entrant cone of the cone-guided fast ignition approach to inertial confinement fusion, specifically contamination by carbon, iron and gold. The effect of contamination on the ρr required for ignition is quantified for each material, for a range of contamination fractions. It is shown that, if uniformly distributed, gold contamination must be limited to values of a few 10−5 with respect to the fuel ion number density in order that the change in the required ignition hotspot ρr remain on the order of a few percent or less. In similar circumstances, carbon contamination at levels as high as a few 10−3 are found to be tolerable, suggesting that schemes which employ a cone tamping layer composed of CH plastic, or similar low-Z material, may offer significant advantages. However, it is further shown that the required ignition ρr is principally a function of the total mass of contaminant in the hotspot, and that quite high localized concentrations of high-Z material can be tolerated.
多群放射流体力学シミュレーションを実施し、燃焼過程に有効に寄与しないイオン種で汚染された1:1重水素–三重水素（DT）混合物における熱核点火の余裕を調査した。本論文では、慣性閉じ込め核融合におけるコーンガイド方式の高速点火アプローチに関連する可能性のある一連の汚染物質、具体的には炭素、鉄、金による汚染の影響を検討する。各物質について、様々な汚染割合に対する点火に必要なρrへの影響を定量化した。均一に分布する場合、必要な点火ホットスポットρrの変化を数パーセント以下に抑えるためには、金汚染は燃料イオン数密度に対して10⁻⁵のオーダーに制限されなければならないことが示された。同様の条件下では、炭素汚染は10⁻³のオーダーまで許容可能であることが判明し、CHプラスチックまたは類似の低Z材料からなるコーンタンピング層を採用する方式が有意な利点をもたらす可能性が示唆される。さらに、必要な点火ρrは主としてホットスポット内の汚染物質の総質量の関数であり、高Z材料の局所的な高濃度分布は許容され得ることが示された。