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The ignition of dense DT fuel by injected triggers

A. Caruso, V.A. Pais1996年被引用 78Nuclear FusionIF 3出版社

The trigger conditions are presented for a scheme in which heavy ions or macroparticle impact are used to ignite a laser compressed cold fuel. The value of this scheme, in the framework of energy production, is favourable when compared with the conventional one, where ignition is provided by a central hot spot formed by the implosion process itself. In fact, the gain in this new scheme is, in principle, high enough to make the present solid state laser efficiencies nearly adequate for target compression (not repetition rate). The values of trigger energy have been deduced by extensive theoretical and computational investigations. As an example, to ignite a 200 g/cm3 DT fuel a 40 kJ ion beam burst (15 GeV bismuth) or a 12 kJ gold macroparticle (0.97 mu g, with a velocity of 5*108 cm/s) is found sufficient. These studies allow the dimensioning of possible new trigger drivers required for these applications. As the laser energy used for compression is much larger than the trigger energy, it is possible to adopt triggering drivers much less efficient than the lasers used for fuel compression, yet satisfying the reactor loop conditions

日本語訳

重イオンまたはマクロ粒子の衝突を用いてレーザー圧縮された冷たい燃料に点火する方式について、点火条件を提示する。この方式の価値は、爆縮過程自体によって形成される中心ホットスポットによる点火を行う従来方式と比較した場合、エネルギー生成の枠組みにおいて有利である。実際、この新しい方式における利得は、原理的には、ターゲットの圧縮(反復率ではない)に対して現在の固体レーザー効率がほぼ十分となるほど高い。点火トリガーエネルギーの値は、広範な理論的および計算論的調査によって導出された。例として、200 g/cm3 のDT燃料に点火するには、40 kJ のイオンビームバースト(15 GeV のビスマス)または 12 kJ の金マクロ粒子(0.97 μg、速度 5×10^8 cm/s)で十分であることが見出された。これらの研究により、これらの応用に必要とされる可能性のある新しいトリガードライバーの規模設計が可能となる。圧縮に用いるレーザーエネルギーはトリガーエネルギーよりもはるかに大きいため、燃料圧縮用レーザーよりもはるかに効率の低いトリガードライバーを採用することが可能であり、それでもなお炉心ループ条件を満たすことができる。

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IgnitionDeuterium-tritium
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