A new indirectly driven cylindrical target is proposed for Z-pinch inertial confinement fusion, and the target implosion dynamics is simulated with a combination of the mass-point model and the radiation hydrodynamic model. Driven by a current waveform with the peak value of 60 MA and 10–90% rising time of 180 ns, the shell kinetic energy of 5 MJ cm−1 can be obtained when the 60 mg cm−1 liner with initial radius 5 cm is imploded to radius of 5 mm. The simulated kinetic energy is loaded to compress the multi-layer cylindrical target, and 24.6 MJ fusion energy can be released according to the radiation hydrodynamic simulation. The power balance relationship is analyzed for the fusion fuel, and the fuel is ignited in the volume-ignition style. The target here can avoid the problem of coupling between the cylindrical Z-pinch and spherical fusion capsule, and can make use of dynamics hohlraum to weaken the influence of Z-pinch instability on the fuel compression. The implosion dynamics of the cylindrical fusion target is easy to diagnose from the axial direction, which makes it suitable to be investigated in future experiments.
Zピンチ慣性核融合のために新しい円筒状間接駆動ターゲットを提案し、質点モデルと放射流体力学モデルの組み合わせを用いてターゲットの爆縮ダイナミクスをシミュレーションした。ピーク値60 MA、立ち上がり時間10〜90%が180 nsの電流波形によって駆動されると、線密度60 mg cm⁻¹のライナーが半径5 cmから5 mmまで爆縮した際に、5 MJ cm⁻¹のシェル運動エネルギーが得られる。シミュレーションされた運動エネルギーを用いて多層円筒ターゲットを圧縮し、放射流体力学シミュレーションによれば24.6 MJの核融合エネルギーが放出され得る。核融合燃料のパワーバランスを解析し、体積着火方式で燃料が点火することを示した。本ターゲットは、円筒状Zピンチと球状核融合キャプセルとの結合の問題を回避でき、ダイナミクス・ホーラムを利用して燃料圧縮に対するZピンチ不安定性の影響を弱めることができる。円筒状核融合ターゲットの爆縮ダイナミクスは軸方向から診断が容易であり、将来の実験において研究に適している。