Modelling and mitigation of damage are crucial for safe and economical operation of high-power laser facilities. Experiments at the National Ignition Facility use a variety of targets with a range of laser energies spanning more than two orders of magnitude (∼14 kJ to ∼1.9 MJ). Low-energy inertial confinement fusion experiments are used to study early-time x-ray load symmetry on the capsule, shock timing, and other physics issues. For these experiments, a significant portion of the target is not completely vaporized and late-time (hundreds of ns) simulations are required to study the generation of debris and shrapnel from these targets. Damage to optics and diagnostics from shrapnel is a major concern for low-energy experiments. We provide the first full-target simulations of entire cryogenic targets, including the Al thermal mechanical package and Si cooling rings. We use a 3D multi-physics multi-material hydrodynamics code, ALE-AMR, for these late-time simulations. The mass, velocity, and spatial distribution of shrapnel are calculated for three experiments with laser energies ranging from 14 to 250 kJ. We calculate damage risk to optics and diagnostics for these three experiments. For the lowest energy re-emit experiment, we provide a detailed analysis of the effects of shrapnel impacts on optics and diagnostics and compare with observations of damage sites.
損傷のモデリングと軽減は、高出力レーザー施設の安全かつ経済的な運用にとって極めて重要である。国立点火施設での実験では、2桁以上にわたるレーザーエネルギー（約14 kJから約1.9 MJ）の範囲で、多種多様なターゲットが使用される。低エネルギーの慣性核融合実験は、キャプセル上の初期時間のX線負荷対称性、衝撃波タイミング、その他の物理的課題を研究するために用いられる。これらの実験では、ターゲットのかなりの部分が完全には蒸発せず、これらのターゲットから生じるデブリおよびシュラプネルの生成を研究するために、後期時間（数百ns）のシミュレーションが必要である。シュラプネルによる光学素子および診断装置への損傷は、低エネルギー実験における主要な懸念事項である。我々は、Al熱機械パッケージおよびSi冷却リングを含む、低温ターゲット全体の初の全ターゲットシミュレーションを提供する。これらの後期時間シミュレーションには、3次元多物理・多材料流体力学コードであるALE-AMRを使用する。シュラプネルの質量、速度、および空間分布は、14 kJから250 kJの範囲のレーザーエネルギーを持つ3つの実験について計算される。我々は、これら3つの実験について、光学素子および診断装置への損傷リスクを計算する。最低エネルギーの再放射実験については、光学素子および診断装置へのシュラプネル衝突の影響の詳細な解析を提供し、損傷箇所の観察結果と比較する。