Achieving fusion ignition and higher gain requires substantial heating and compression of thermonuclear fuel. However, internal defects in the capsule can disrupt this process by seeding nonlinear hydrodynamic instabilities during implosion. We systematically analyze the evolution of isolated internal defects at various locations within a planar high-density carbon (HDC) capsule driven by x-ray radiation. Our results show that defect evolution varies significantly based on location due to the differing speeds of the shockwave and ablation front. Front-located defects are influenced by both the shockwave and the ablation front, leading to lateral disturbances and vortex traces as the shockwave passes through. This interaction causes an inverted density distribution, resulting in defects on the central axis evolving into spike-like structures. Mid-located defects encounter the shockwave before the ablation front, resulting in vorticity deposition and vortex pair formation, which interact with the ablation front in a positive feedback loop, enhancing nonlinear growth. Rear-located defects are reached by a rarefaction wave before the ablation front, causing the defects to accelerate ahead while the ablation front maintains a stable structure. Additionally, defects with varying initial disturbance amplitudes at the same position exhibited a certain degree of self-similarity in their evolution. These results provide crucial theoretical insights and numerical simulations for understanding the complex mechanisms by which shockwaves and ablation fronts influence defect evolution within HDC capsules.
核融合点火とより高い利得を達成するには、熱核燃料の大幅な加熱と圧縮が必要である。しかし、カプセル内部の欠陥は、爆縮中に非線形流体力学的不安定性を誘発することで、この過程を妨げ得る。我々は、X線放射によって駆動される平面高密度炭素（HDC）カプセル内の様々な位置における孤立した内部欠陥の進化を体系的に解析する。我々の結果は、衝撃波とアブレーション前面の速度が異なるため、欠陥の進化が位置に応じて大きく変化することを示している。前面に位置する欠陥は、衝撃波とアブレーション前面の両方の影響を受け、衝撃波が通過する際に横方向の擾乱と渦の痕跡を生じる。この相互作用は反転した密度分布を引き起こし、中心軸上の欠陥がスパイク状構造へと発展する結果となる。中間に位置する欠陥は、アブレーション前面よりも先に衝撃波に遭遇し、渦度の付与と渦対の形成を生じる。これらはアブレーション前面と正のフィードバックループで相互作用し、非線形成長を増強する。後方に位置する欠陥には、アブレーション前面に到達する前に膨張波が到達し、欠陥は前方へ加速する一方で、アブレーション前面は安定な構造を維持する。さらに、同じ位置で初期擾乱振幅が異なる欠陥は、その進化においてある程度の自己相似性を示した。これらの結果は、衝撃波とアブレーション前面がHDCカプセル内の欠陥進化に影響を与える複雑なメカニズムを理解するための重要な理論的洞察と数値シミュレーションを提供する。