The role of low-temperature electrical resistivity in defining the transport properties of mega-Ampere currents of fast (MeV) electrons in solids is investigated using 3D hybrid particle-in-cell (PIC) simulations. By considering resistivity profiles intermediate to the ordered (lattice) and disordered forms of two example materials, lithium and silicon, it is shown that both the magnitude of the resistivity and the shape of the resistivity-temperature profile at low temperatures strongly affect the self-generated resistive magnetic fields and the onset of resistive instabilities, and thus the overall fast electron beam transport pattern. The scaling of these effects to the giga-Ampere electron currents required for the fast ignition scheme for inertial fusion is also explored.
低温における電気抵抗率が、固体中のメガアンペア電流の高速(MeV)電子の輸送特性を決定する上で果たす役割について、3次元ハイブリッド粒子インセル(PIC)シミュレーションを用いて調査した。リチウムとシリコンの2つの例示材料について、規則的(結晶格子)形態と不規則的形態の中間的な抵抗率プロファイルを考慮することにより、抵抗率の大きさと低温における抵抗率-温度プロファイルの形状の両方が、自己生成抵抗性磁場と抵抗性不安定性の発生に強く影響し、それによって高速電子ビームの全体的な輸送パターンに影響を与えることが示された。さらに、慣性核融合の高速点火方式に必要とされるギガアンペア電子電流へのこれらの効果のスケーリングについても検討した。