Fast heating is a method of heating an assembled high-density plasma into a hot state by irradiating it with short-duration (sub-picosecond), high-intensity ( W ) laser pulses before the plasma expands and dissolves hydrodynamically. In this paper, we present detailed experimental results of fast heating fuel assembled in a spherical deuterated polystyrene shell target of 500 m diameter and 7 μm thickness with counterbeam illumination by using a HAMA 1 Hz, 5.9 J inertial confinement fusion laser driver with pulse tailoring. These tailored pulses contain three pulses in sequence: a 'foot' pulse of 2.4 J/25 ns, a 'spike' pulse of 0.5 J/300 ps and a 'heater' pulse of 0.4 J/110 fs; these pulses are designed to assemble the fuel and heat it. By varying the energy of the foot pulse, we find that fast heating the fuel is achieved only if the fuel is weakly ablated by the foot pulse and then shock-assembled by the spike pulse into the target centre so that the heater pulse can access the fuel with a focal intensity greater than W . Without a foot pulse, the heater pulse contributes to assembling the fuel. For higher foot-pulse energies, the heater pulse drives a hydrodynamic motion with speeds of the order 107 cm with intensities of the order W , resulting in re-assembling and additional heating of the pre-assembled fuel. Once a shock-assembled core is achieved at the target centre, we succeed qualitatively in fast heating the core for shots in sequence with variations of laser energy within 18%. The coupling efficiency from the heating laser to the core is inferred to be % in total: % for the ionized bulk electrons and % for the bulk ions. The fusion neutron spectrum detected on the laser axis exhibits peaks at 1.0 MeV, 1.7 MeV and 3.8 MeV. These peaks are attributed to the N and He reactions induced by counterpropagating fast deuterons accelerated by the photon pressure of the heating pulses.
高速加熱は、組み立てられた高密度プラズマが流体的に膨張・分解する前に、短時間（サブピコ秒）・高強度（W）レーザーパルスを照射して高温状態に加熱する方法である。本論文では、パルス整形を備えたHAMA 1 Hz、5.9 J慣性核融合レーザードライバーを用いた対向ビーム照射により、直径500 m、厚さ7 μmの球状重水素化ポリスチレンシェルターゲットに組み立てられた燃料の高速加熱の詳細な実験結果を示す。これらの整形パルスは、2.4 J/25 nsの「フット」、0.5 J/300 psの「スパイク」、0.4 J/110 fsの「ヒーター」の3つのパルスを順に含む。これらのパルスは、燃料を組み立てて加熱するように設計されている。フットパルスのエネルギーを変えることにより、フットパルスによって燃料が弱くアブレーションされ、その後スパイクパルスによって衝撃波でターゲット中心に組み立てられ、ヒーターパルスがWを超える焦点強度で燃料に到達できる場合にのみ、燃料の高速加熱が達成されることがわかる。フットパルスがない場合、ヒーターパルスは燃料の組み立てに寄与する。より高いフットパルスエネルギーでは、ヒーターパルスはWのオーダーの強度で107 cmのオーダーの速度の流体的運動を駆動し、事前に組み立てられた燃料の再組み立てと追加加熱をもたらす。衝撃波で組み立てられたコアがターゲット中心で達成されると、レーザーエネルギー変動が18%以内の連続ショットにおいて、コアの高速加熱に定性的に成功する。加熱レーザーからコアへの結合効率は、総合で%と推測される: 電離したバルク電子に対して% 、バルクイオンに対して%である。レーザー軸上で検出された核融合中性子スペクトルは、1.0 MeV、1.7 MeV、3.8 MeVにピークを示す。これらのピークは、加熱パルスの光子圧力によって加速された対向伝搬する高速重陽子によって誘起されるN反応とHe反応に帰属される。