AbstractThe US Department of Energy is proposing to construct the National Ignition Facility (NIF) to embark on a program to achieve ignition and modest gain in the laboratory early in the next century. The NIF will use a ⩾ 1.8 MJ, 0.35 μm laser with 192 independent beams, a 50-fold increase over the energy of the Nova laser. System performance analyses suggest yields as great as 20 MJ may be achievable. NIF will conduct more than 600 shots per year. The benefits of a micro-fusion capability in the laboratory include essential contributions to defence programs, resolution of important Inertial Fusion Energy (IFE) issues and unparalleled conditions of energy density for basic science and technology research. A start has been made to consider the role the NIF will fill in the development of IFE. While the achievement of ignition and gain speaks for itself in terms of its impact on developing IFE, it is believed there are areas of IFE development, such as fusion power technology, IFE target design and fabrication and understanding chamber dynamics, that would significantly benefit from NIF experiments. In the area of IFE target physics, ion targets will be designed using the NIF laser and the feasibility of high-gain targets will be confirmed. Target chamber dynamics experiments will benefit from X-ray and debris energies that mimic the spatial distribution of neutron heating, activation and tritium breeding in relevant materials. IFE target systems will benefit from evaluating low-cost target fabrication techniques by testing such targets on NIF. Additionally, it is believed that it is feasible to inject up to four targets and engage them with the NIF laser by triggering the beams in groups of ca. 50 separated in time by ca. 0.1 s. Sub-ignition neutron yields would allow an indication of symmetry achieved in such proof-of-principle rep-rate experiments. NIF will be a unique source of data to benchmark predictive capabilities to support affordable IFE technology selections. The total of NIF-IFE experiments may involve several thousands of shots. NIF may support design “certification” for the follow-on facility to NIF, dedicated to IFE, called the Engineering Test Facility.
米国エネルギー省は、次世紀初頭に点火と適度な利得を実験室で達成するプログラムに着手するため、国立点火施設（NIF）を建設することを提案している。NIFは、⩾1.8 MJ、0.35 μmのレーザーを192本の独立したビームで使用し、これはノヴァレーザーのエネルギーの50倍に相当する。システム性能解析によれば、20 MJもの利得が達成可能である可能性がある。NIFは年間600回以上のショットを実施する。実験室におけるマイクロ核融合能力の利点には、防衛プログラムへの重要な貢献、重要な慣性核融合エネルギー（IFE）問題の解決、および基礎科学・技術研究のための比類のないエネルギー密度条件が含まれる。IFEの開発におけるNIFの役割を検討する取り組みが開始されている。点火と利得の達成自体がIFE開発への影響を物語っているが、NIF実験から大きな恩恵を受けるであろうIFE開発の分野、例えば核融合動力技術、IFEターゲット設計と製造、およびチャンバー動力学の理解が存在すると考えられている。IFEターゲット物理の分野では、NIFレーザーを用いてイオンターゲットが設計され、高利得ターゲットの実現可能性が確認されるであろう。ターゲットチャンバー動力学実験は、関連材料における中性子の空間分布加熱、放射化、およびトリチウム増殖を模擬するX線エネルギーとデブリエネルギーから恩恵を受けるであろう。IFEターゲットシステムは、NIFでそのようなターゲットを試験することにより、低コストのターゲット製造技術の評価から恩恵を受けるであろう。さらに、約50個のグループに分けてビームを発射し、時間的に約0.1秒ずつずらすことで、最大4個のターゲットを注入し、NIFレーザーでそれらを照射することが可能であると考えられている。サブ点火中性子収量は、そのような原理実証の反復実験において達成される対称性の指標を提供するであろう。NIFは、手頃な価格のIFE技術選択を支援するための予測能力をベンチマークする独自のデータ源となるであろう。NIF-IFE実験の総数は数千ショットに及ぶ可能性がある。NIFは、IFEに特化した後続施設である工学試験施設（Engineering Test Facility）の設計「認証」を支援する可能性がある。