High- elements, such as silicon (Si), are usually doped in the outer ablator in direct-drive inertial confinement fusion (ICF) to smooth the laser non-uniformity. However, their specific effects on the implosion performance are not well understood. In this article, the direct-drive implosions of targets with varying Si doping ratios (0%, 6.25%, 12.5%) are studied through 2D radiation hydrodynamic simulations, in which the non-local electron transport is considered. As the doping ratio increases, the inward electron heat flux is reduced, while the radiation temperature is enhanced. This leads to a 9.30% and 18.6% increase in the preheat fuel temperature for the two doped targets. Besides, the maximum perturbation amplitude is also decreased by 39.5% and 66.3%. Consequently, the stagnation hot spot pressure rises by 8.35% and 9.09%, and the stagnation areal density increases by 10.3% and 13.8%, respectively. These findings indicate that high- dopant can improve implosion performance through significant suppression of hydrodynamic instability, with the trade-off of enhanced preheating. Therefore, appropriately increasing the doping concentration may improve implosion performance. Above findings advance the understanding of high- dopant effects in direct-drive implosions and offer valuable insights for the design of ICF targets.
高Z元素、例えばシリコン（Si）は、直接駆動慣性核融合（ICF）において、レーザーの不均一性を平滑化するために通常外部アブレータにドープされる。しかし、爆縮性能に対するそれらの具体的な効果は十分に理解されていない。本稿では、非局所電子輸送を考慮した2次元放射流体力学シミュレーションを通じて、異なるSiドープ比（0%、6.25%、12.5%）を持つターゲットの直接駆動爆縮を研究した。ドープ比が増加するにつれて、内向きの電子熱流束は減少する一方、放射温度は上昇する。これにより、2つのドープターゲットにおいて、燃料の予熱温度がそれぞれ9.30%および18.6%増加する。さらに、最大摂動振幅もそれぞれ39.5%および66.3%減少する。その結果、スタグネーション時のホットスポット圧力はそれぞれ8.35%および9.09%上昇し、スタグネーション時の面密度はそれぞれ10.3%および13.8%増加する。これらの知見は、高Zドーパントが流体力学的不安定性の顕著な抑制を通じて爆縮性能を向上させ得ることを示しており、予熱の増強というトレードオフを伴う。したがって、ドープ濃度を適切に増加させることで爆縮性能が向上する可能性がある。以上の知見は、直接駆動爆縮における高Zドーパント効果の理解を深め、ICFターゲットの設計に貴重な洞察を提供する。