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Target design activities for the European study group: heavy ion ignition facility

S. Atzeni, A.R. Piriz, S. Graziadei, A. Guerrieri, J. Ramirez1996年Fusion Engineering and DesignIF 1.7出版社

AbstractTarget studies are an essential part of the activity of the Study Group proposed by several European institutions in order to assess the feasibility of heavy-ion-driven inertial confinement fusion ignition with beam energy below 2 MJ. The reference targets are two-side illuminated hohlraums enclosing a spherical fusion capsule. At present several codes are used to study various aspects of target evolution: hohlraum energetics and capsule implosion are studied by 1D radiation hydrocodes, symetrization in the hohlraum by viewfactor codes and implosion symmetry and stability aspects by 2D hydrodynamics simulations. It is found that achievment of ignition at the above energy level requires shaped radiation pulses (at least three steps) and good control of instabilities and that a crucial uncertainty concerns the trade-off between symmetrization and energy transfer in the hohlraum. Another essential aspect is the compatibility of the beam focusing scheme with the radiation converters. The study of such aspects requires the development of an integrated code that can simulate the entire evolution of a target with complex structure. The first steps for the construction of such a code are outlined. Results on Rayleigh-Taylor instabilities and on the physics of ignition and burn are also summarized.

日本語訳

重イオン駆動による慣性核融合点火の実現可能性を評価するために、いくつかの欧州の機関によって提案された研究グループの活動において、標的に関する研究は不可欠である。基準標的は、球形の核融合キャプセルを囲む両面照射型ホーラムである。現在、標的の進化のさまざまな側面を研究するために、いくつかのコードが使用されている。すなわち、ホーラムのエネルギー特性とキャプセルの爆縮は1次元放射流体コードによって、ホーラム内の対称化はビューファクターコードによって、爆縮の対称性と安定性の側面は2次元流体力学シミュレーションによって研究されている。上記のエネルギー領域での点火の達成には、整形された放射パルス(少なくとも3段階)と不安定性の良好な制御が必要であり、重要な不確実性はホーラム内の対称化とエネルギー伝達の間のトレードオフに関するものであることが判明している。もう一つの本質的な側面は、ビーム集束方式と放射コンバーターの適合性である。このような側面の研究には、複雑な構造を持つ標的の全過程をシミュレートできる統合コードの開発が必要である。そのようなコードの構築に向けた最初のステップが概説されている。また、レイリー・テイラー不安定性と点火・燃焼の物理に関する結果も要約されている。

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