In the laser-driven indirect drive scheme for inertial confinement fusion, the energy coupling efficiency from the hohlraum to the capsule is typically ∼10% due to limited capsule sizes in order to attain quasi-round implosions with currently available laser energy in cylindrical hohlraums. Recent experiments at the National ignition Facility (NIF) showed ∼30% energy coupling efficiency to aluminum capsules by using a rugby-shaped hohlraum to accommodate larger capsules. This paper reports the first experiment at the NIF demonstrating ∼30% energy coupling to a 3 mm-diameter high-energy-density carbon capsule in a rugby hohlraum with a two-shock laser pulse shape. By comparing the measured bang time with a simulated hydrodynamic scaling, ∼430 kJ coupling is inferred with 1.36 MJ laser drive. The symmetry of the hot spot was observed to be more oblate than simulations predicted. X-ray images taken at late time show strong emission at the laser entrance hole of the rugby hohlraum, indicating a closure earlier than expected, which could contribute to the oblate hot spot shape. Implementing wavelength detuning or modifying the hohlraum shape to tune the symmetry in future experiments would allow symmetric implosions while maintaining the high energy coupling.
レーザー駆動間接方式による慣性核融合において、ホーラムからキャプセルへのエネルギー結合効率は、円筒形ホーラムで現在利用可能なレーザーエネルギーを用いて準球形爆縮を達成するためのキャプセルサイズの制約により、典型的には約10%である。国立点火施設（NIF）での最近の実験では、ラグビーボール型ホーラムを用いてより大きなキャプセルを収容することにより、アルミニウムキャプセルへのエネルギー結合効率が約30%に達することが示された。本論文は、2段階レーザーパルス形状を用いたラグビーボール型ホーラム内の直径3mmの高エネルギー密度炭素キャプセルに対して、NIFで初めて約30%のエネルギー結合を実証した実験を報告する。測定された爆縮時間とシミュレーションによる流体力学スケーリングとの比較から、1.36MJのレーザードライブに対して約430kJの結合エネルギーが推定される。ホットスポットの形状は、シミュレーションの予測よりも扁平であることが観測された。後期時刻のX線画像では、ラグビーボール型ホーラムのレーザー入射口からの強い発光が観測され、予想よりも早い閉鎖を示唆しており、これが扁平なホットスポット形状の一因となっている可能性がある。将来の実験において波長調整またはホーラム形状の修正により対称性を調整することで、高いエネルギー結合効率を維持しつつ、球形爆縮を達成できる可能性がある。