Based on the successful result of fast heating of a shell target with a cone for heating beam injection at Osaka University in 2002 using the PW laser (Kodama et al 2002 Nature418 933), the FIREX-1 project was started in 2004. Its goal is to demonstrate fuel heating up to 5 keV using an upgraded heating laser beam. For this purpose, the LFEX laser, which can deliver an energy up to10 kJ in a 0.5–20 ps pulse at its full spec, has been constructed in addition to the Gekko-XII laser system at the Institute of Laser Engineering, Osaka University. It has been activated and became operational since 2009. Following the previous experiment with the PW laser, upgraded integrated experiments of fast ignition have been started using the LFEX laser with an energy up to 1 kJ in 2009 and 2 kJ in 2010 in a 1–5 ps 1.053 µm pulse. Experimental results including implosion of the shell target by Gekko-XII, heating of the imploded fuel core by LFEX laser injection, and increase of the neutron yield due to fast heating compared with no heating have been achieved. Results in the 2009 experiment indicated that the heating efficiency was 3–5%, much lower than the 20–30% expected from the previous 2002 data. It was attributed to the very hot electrons generated in a long scale length plasma in the cone preformed with a prepulse in the LFEX beam. The prepulse level was significantly reduced in the 2010 experiment to improve the heating efficiency. Also we have improved the plasma diagnostics significantly which enabled us to observe the plasma even in the hard x-ray harsh environment. In the 2010 experiment, we have observed neutron enhancement up to 3.5 × 107 with total heating energy of 300 J on the target, which is higher than the yield obtained in the 2009 experiment and the previous data in 2002. We found the estimated heating efficiency to be at a level of 10–20%. 5 keV heating is expected at the full output of the LFEX laser by controlling the heating efficiency.
2002年に大阪大学でPWレーザーを用いてコーン付きシェルターゲットの高速加熱に成功した結果（Kodama et al 2002 Nature418 933）に基づき、FIREX-1計画は2004年に開始された。その目標は、改良された加熱用レーザービームを用いて5 keVまでの燃料加熱を実証することである。この目的のため、大阪大学レーザーエネルギー学研究センターのGekko-XIIレーザーシステムに加えて、フル仕様で0.5–20 psのパルスにおいて最大10 kJのエネルギーを供給できるLFEXレーザーが建設された。2009年から稼働を開始している。PWレーザーを用いた前回の実験に続き、高速点火の統合実験がLFEXレーザーを用いて開始され、2009年には1 kJ、2010年には2 kJのエネルギーを1–5 psの1.053 µmパルスで使用した。Gekko-XIIによるシェルターゲットの爆縮、LFEXレーザー入射による爆縮燃料コアの加熱、および加熱なしの場合と比較した高速加熱による中性子収量の増加を含む実験結果が得られた。2009年の実験結果は、加熱効率が3–5%であり、2002年の以前のデータから予想された20–30%よりもはるかに低いことを示した。これは、LFEXビームのプリパルスによって形成されたコーン内の長いスケール長のプラズマ中で生成された非常に高温の電子に起因するとされた。2010年の実験では、加熱効率を改善するためにプリパルスレベルが大幅に低減された。また、硬X線の過酷な環境下でもプラズマを観測できるように、プラズマ診断も大幅に改良された。2010年の実験では、ターゲットへの総加熱エネルギー300 Jで最大3.5 × 10⁷の中性子増強が観測され、これは2009年の実験および2002年の以前のデータで得られた収量よりも高い値であった。加熱効率は10–20%のレベルと推定された。加熱効率を制御することにより、LFEXレーザーのフル出力で5 keVの加熱が期待される。