The properties of a carbon ion beam accelerated by an infrared (1.05 μm), visible (0.53 μm) or ultraviolet (0.248 μm) 1 ps 150 kJ laser under conditions relevant for ion fast ignition (IFI) are numerically investigated using a particle-in-cell 2D3V code, and the feasibility of achieving the ion beam parameters required for IFI is discussed. It was found that parameters of the ion beam determining the DT fuel ignition relatively weakly depend on the laser wavelength, and that each of the considered laser drivers enables the production of an ion beam with parameters required for IFI, but only at short distances from the irradiated carbon target, no longer than ∼100 μm. At such distances, a picosecond ion beam with 'useful' energy >10 kJ, peak fluence >1 GJ cm−2, peak intensity >1021 W cm−2 and the mean ion energy ∼500–600 MeV is produced regardless of the laser driver wavelength. The main factors limiting the possibility of achieving the required parameters of the ion beam at larger distances are the beam angular divergence and the ion velocity dispersion. The ion acceleration is accompanied by the emission of powerful (tens of PW, tens of kJ) picosecond pulses of short-wavelength synchrotron radiation whose power and energy increases as the laser wavelength decreases. The emission of this radiation is a source of ion energy losses and significantly reduces the values of energy, fluence and intensity of the ion beam. In addition, the emitted multi-PW radiation may pose a threat to the fusion infrastructure.
赤外線（1.05 μm）、可視光（0.53 μm）、または紫外線（0.248 μm）の1 ps 150 kJレーザーによって加速される炭素イオンビームの特性は、イオン高速点火（IFI）に関連する条件下で、粒子インセル2D3Vコードを用いて数値的に調査され、IFIに必要なイオンビームパラメータを達成する可能性が議論される。DT燃料点火を決定するイオンビームのパラメータはレーザー波長に比較的弱く依存し、考慮された各レーザードライバーは、照射された炭素ターゲットから短い距離（約100 μm以下）でのみ、IFIに必要なパラメータを持つイオンビームの生成を可能にすることが見出された。そのような距離では、レーザードライバーの波長に関係なく、「有用な」エネルギーが10 kJ超、ピークフルエンスが1 GJ cm−2超、ピーク強度が10^21 W cm−2超、平均イオンエネルギーが約500–600 MeVのピコ秒イオンビームが生成される。より長い距離でイオンビームの必要なパラメータを達成する可能性を制限する主な要因は、ビームの角度発散とイオン速度分散である。イオン加速は、レーザー波長が短くなるにつれてパワーとエネルギーが増加する、短波長シンクロトロン放射の強力な（数十PW、数十kJ）ピコ秒パルスの放出を伴う。この放射の放出はイオンエネルギー損失の原因であり、イオンビームのエネルギー、フルエンス、強度の値を大幅に減少させる。さらに、放出された多PW放射は核融合インフラストラクチャーに脅威を与える可能性がある。