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First laser–plasma interaction and hohlraum experiments on the National Ignition Facility

E L Dewald, S H Glenzer, O L Landen, L J Suter, O S Jones, J Schein, D Froula, L Divol, K Campbell, M S Schneider2005年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Recently the first laser–plasma interaction and hohlraum experiments have been performed at the National Ignition Facility (NIF) in support of indirect drive inertial confinement fusion designs. The effects of laser beam smoothing by spectral dispersion and polarization smoothing on the intense (2 × 1015 W cm−2) beam propagation in gas-filled tubes has been studied at up to 7 mm plasma scales as found in indirect drive gas filled ignition hohlraum designs. These experiments have shown the expected full propagation without filamentation and beam break up when using full laser smoothing. In addition, vacuum hohlraums have been irradiated with laser powers up to 6 TW, 1–9 ns pulse lengths and energies up to 17 kJ to activate several diagnostics, to study the hohlraum radiation temperature scaling with the laser power and hohlraum size, and to make contact with hohlraum experiments performed at the Nova and Omega laser facilities. Subsequently, novel long laser pulse hohlraum experiments have tested models of hohlraum plasma filling and long pulse hohlraum radiation production. The validity of the plasma filling assessment using in analytical models and radiation hydrodynamics calculations with the code LASNEX has been proven in these studies. The comparison of these results with modelling will be discussed.

日本語訳

最近、国立点火施設(NIF)において、間接駆動慣性核融合を支援するための最初のレーザー・プラズマ相互作用およびホーラム実験が実施された。スペクトル分散によるレーザービーム平滑化と偏光平滑化が、間接駆動点火ホーラム設計に見られる最大7 mmのプラズマスケールにおける強度2 × 10¹⁵ W cm⁻²のビーム伝搬に及ぼす影響が研究された。これらの実験は、完全なレーザー平滑化を用いた場合に、フィラメント化やビーム破壊を伴わない予想通りの伝搬を示した。さらに、真空ホーラムに対し、最大6 TWのレーザー出力、1〜9 nsのパルス幅、最大17 kJのエネルギーで照射を行い、複数の診断装置を起動し、レーザー出力およびホーラムサイズに対するホーラム放射温度のスケーリングを研究し、NovaおよびOmegaレーザー施設で実施されたホーラム実験との関連付けを行った。その後、新規の長パルスレーザーホーラム実験により、ホーラムプラズマ充填モデルおよび長パルスホーラム放射生成モデルが検証された。解析モデルおよびコードLASNEXを用いた放射流体力学計算によるプラズマ充填評価の妥当性が、これらの実験によって実証された。これらの結果とモデリングとの比較について議論する。

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