The paper presents a parameter study of implosion, ignition conditions, burn and gain of a single-shell, multi-layered, heavy-ion-beam driven ICF target as a function of input pulse parameters including input power, input energy, incident ion range and pulse shape. It is shown that a prepulse is necessary to achieve central ignition in the fuel. Moreover, the target gain is very sensitive to the level of the prepulse power. The minimum power in the main pulse required to ignite this target is 500 TW. Some calculations are also done by using different ignitor masses to help in understanding the process of spark formation under different conditions. The effect of the shortening of the range of the incident ions on the target gain and the ignition conditions is also considered. These simulation results are explained in terms of the theory of isentropic compression and the theory of shock waves. In this way, it is shown how ignition in such a target is obtained and how its performance is optimized in order to achieve maximum fractional burn and gain.
本論文は、単一シェル・多層構造の重イオンビーム駆動型ICFターゲットについて、入力パワー、入力エネルギー、入射イオン飛程、パルス形状などの入力パルスパラメータの関数として、爆縮、点火条件、燃焼、利得のパラメータ研究を行ったものである。燃料の中心点火を達成するには予備パルスが必要であることが示された。さらに、ターゲット利得は予備パルスパワーのレベルに非常に敏感である。このターゲットを点火するために必要なメインパルスの最小パワーは500TWである。また、異なる条件でのスパーク形成過程の理解に資するため、異なる点火部質量を用いた計算もいくつか行った。入射イオンの飛程短縮がターゲット利得と点火条件に及ぼす影響についても考察した。これらのシミュレーション結果は、等エントロピー圧縮の理論と衝撃波の理論に基づいて説明される。このようにして、そのようなターゲットにおいてどのように点火が達成され、最大の燃焼割合と利得を達成するためにその性能がどのように最適化されるかが示される。