High-gain magnetized liner inertial fusion (MagLIF) is a possible way to realize fusion. To investigate electrothermal effects on the transport of magnetic flux and thermal flux in MagLIF, this study has developed a resistive magnetohydrodynamics (MHD) module including an axial magnetic field using the code MULTI-IFE. MagLIF driven by a peak current of 60 MA releases 1080 MJ of fusion energy for a 1 cm-long liner, corresponding to an energy gain of approximately 180. The magnetic field is decompressed by electrothermal effects owing to the great temperature gradient in the fuel. This papers shows that a Nernst flux limiter of between 0.1 and 0.3 prevents the Nernst velocity from significantly decompressing the axial magnetic field and achieving a relative high yield. Compared with that of a simple gas target, the magnetic flux loss in the high-gain MagLIF target can be reduced from 70% to 30% owing to the magnetic insulation in the cryogenic deuterium–tritium (DT). Most of the cryogenic DT layer in a high-gain MagLIF target is burned, resulting in a significant increase in the fusion yield.
高利得磁化ライナー慣性核融合(MagLIF)は、核融合を実現するための一つの可能な方法である。MagLIFにおける磁束および熱流束の輸送に対する電気熱的効果を調査するために、本研究では、コードMULTI-IFEを用いて、軸方向磁場を含む抵抗性磁気流体力学(MHD)モジュールを開発した。ピーク電流60 MAで駆動されるMagLIFは、長さ1 cmのライナーに対して1080 MJの核融合エネルギーを放出し、これは約180のエネルギー利得に相当する。磁場は、燃料内の大きな温度勾配による電気熱的効果によって減磁される。本論文は、0.1から0.3の間のネルンスト係数制限子が、ネルンスト速度による軸方向磁場の大幅な減磁を防止し、比較的高い利得を達成することを示している。単純なガス標的と比較して、高利得MagLIF標的における磁束損失は、極低温重水素–三重水素(DT)による磁気絶縁により70%から30%に低減できる。高利得MagLIF標的における極低温DT層の大部分が燃焼し、核融合収量が大幅に増加する。