The author reviews fusion science and its extension to astrophysics in the field of theory and computation by picking up five topics. The first is the ablative stabilization of a Rayleigh–Taylor instability at an ablation front and its dispersion relation, the so-called Takabe formula. This formula gives a principal guideline for stable target design and is also applied to studying the turbulent combustion wave in Type Ia supernova explosions. The second is the development of the integrated code ILESTA. The physics of an integrated code, ILESTA (one- and two-dimensional), and analyses and design of laser produced plasmas including the implosion dynamics and stability are reviewed. There are two areas on its applications to implosion analysis: one is an evaluation of mixing layers in one-dimensional implosions by coupling with one- and two-dimensional ILESTA and the other is an extension to include the k–ε type turbulent mixing model, where the details of the formulation are given. The third topic is laboratory astrophysics with intense lasers. This consists of two parts: one is a review of its historical background and the other is on how we relate laser plasmas to wide-ranging astrophysics and the purposes of promoting such research. The fourth topic is on anomalous transport of relativistic electrons in fast ignition laser fusion and its relation to self-organization of magnetic field generation in gamma-ray bursts at cosmological distances. Finally, recent activity related to the application of the author's experience to the development of an integrated code for studying extreme phenomena in astrophysics is briefly explained.
著者は、理論と計算の分野における核融合科学とその天体物理学への応用について、5つのトピックを取り上げて概説する。第1は、アブレーション前面におけるレイリー・テイラー不安定性のアブレーション安定化と、その分散関係、いわゆる高部公式である。この公式は、安定なターゲット設計のための主要な指針を与え、またIa型超新星における乱流燃焼波の研究にも応用されている。第2は、統合コードILESTAの開発である。統合コードILESTA（1次元および2次元）の物理、ならびに爆縮ダイナミクスと安定性を含むレーザー生成プラズマの解析と設計について概説する。その爆縮解析への応用には2つの領域がある。1つは、1次元および2次元ILESTAとの結合による1次元爆縮における混合層の評価であり、もう1つは、k-ε型乱流混合モデルを含む拡張であり、その定式化の詳細が示される。第3は、高強度レーザーを用いた実験室天体物理学である。これは2つの部分からなる。1つはその歴史的背景の概説であり、もう1つは、レーザープラズマを広範な天体物理学現象とどのように関連付けるか、そしてそのような研究を推進する目的についてである。第4は、高速点火核融合における相対論的電子の異常輸送と、宇宙論的距離におけるガンマ線バーストの磁場生成の自己組織化との関連である。最後に、著者の経験を天体物理学における極端現象の研究のための統合コードの開発に応用した最近の活動について簡潔に説明する。