Fuelling of a commercial inertial fusion energy (IFE) power plant consists of supplying about 500 000 fusion targets each day. The most challenging type of target in this regard is that for laser driven direct drive IFE power plants. Spherical capsules with cryogenic DT fuel must be injected into the centre of a reaction chamber operating at temperatures as high as 1500° C and possibly containing as much as 0.5 torr of xenon fill gas. The DT layer must remain highly symmetric, have a smooth inner ice surface finish and reach the chamber centre (CC) at a temperature of about 18.5 K. This target must be positioned at the centre of the chamber with a placement accuracy of ±5 mm. The accuracy of alignment of the laser driver beams and the target in its final position must be within ±20 μm. All this must be repeated six times per second. The method proposed to meet these requirements is to inject the targets into the reaction chamber at high speed ( ≈ 400 m/s), track them, and hit them in flight with steerable driver beams. The challenging scientific and technological issues associated with this task are being addressed through a combination of analyses, modelling, materials property measurements and demonstration tests with representative injection equipment. Measurements of relevant DT properties are planned at Los Alamos National Laboratory. An experimental target injection and tracking system is now being designed to support the development of survivable targets and demonstrate successful injection scenarios. Analyses of target heating are under way. Calculations have shown that a direct drive target must have a highly reflective outer surface to prevent excess heating by thermal radiation. In addition, heating by hot chamber fill gas during injection far outweighs that by the thermal radiation. It is concluded that the dry wall, gas filled reaction chambers must have gas pressures and wall temperatures less than previously assumed in order to prevent excessive heating in current direct drive target designs. An integrated power plant systems study to address this issue has been initiated.
以下是将该学术摘要翻译为日语的版本： 慣性核融合（IFE）発電所への燃料供給は、毎秒数回の頻度でターゲットを注入することを必要とする。最も困難なターゲットの種類は、レーザー直接駆動方式のIFE発電所で使用されるものである。極低温DT燃料を充填した球状ターゲットは、最高1500°Cの温度で作動し、場合によっては最大0.5トルのキセノン充填ガスを含有する反応チャンバーの中心部へ注入されなければならない。DT層は高い対称性を維持し、内側の氷表面が滑らかで、チャンバー中心部に到達した時点で約18.5Kの温度に達している必要がある。このターゲットは、±5mmの精度でチャンバー中心部に位置決めされなければならない。レーザードライバービームと最終位置にあるターゲットとの間の位置合わせ精度は、±20μm以内でなければならない。これらすべての要件は、毎秒6回の繰り返しで満たされる必要がある。提案された方式は、ターゲットを約400m/sの高速で反応チャンバー内に注入し、飛行中に追跡して、ステアリング可能なドライバービームで命中させるというものである。この課題に取り組むため、解析、モデリング、材料特性評価、および代表的な注入装置を用いた実証試験を組み合わせたアプローチが採用されている。関連するDT特性の測定がロスアラモス国立研究所で計画されている。ターゲット加熱の解析が進行中である。計算により、直接駆動ターゲットは、熱放射による過剰加熱を防ぐために高い反射率の外表面を備えなければならないことが示されている。さらに、注入中の高温チャンバーガスによる加熱は、熱放射による加熱を大幅に上回る可能性がある。現在の直接駆動ターゲット設計における過剰加熱を防ぐには、乾式壁・ガス充填チャンバー内のガス圧力と壁温度は、従来想定されていた値よりも低くなければならないと結論付けられている。この問題に対処するための統合プラント設計研究が開始されている。