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First polar direct-drive implosions on the Laser MégaJoule

W Cayzac, B Canaud, R Botrel, G Boutoux, M Brochier, J Carty, S Chardavoine, C Chollet, R Diaz, P Dupre2025年12月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

We report here the preliminary results of the first polar direct-drive (PDD) implosions carried out on the Laser MégaJoule (LMJ) facility. These implosions used D2-filled thin SiO2 capsules in an exploding-pusher (strong shock) regime, with 10 laser bundles (20 quadruplets, 80 beams) operating at the 100 kJ level total laser energy. In this configuration, a square laser pulse and a thin ablator result in small convergence ratios and large hot spots with high ion and electron temperatures. For optimizing the beam irradiation uniformity of the LMJ facility that is not dedicated to direct-drive implosions, a quad repointing is applied using the PDD technique. Namely, laser quads within the 49° irradiation cone are repointed towards the capsule equatorial plane in order to compensate the energy deficit in this plane compared to the poles. Meanwhile, laser quads within the 33° irradiation cone are repointed towards the capsule poles, and the power balance is set so that the power in the 33° cone is 60% of the power in the 49° cone. Neutron data as well as time-resolved x-ray images are presented and compared to 3D pre-shot hydrodynamics simulations. We find an improvement of implosion symmetry and neutron yield using optimized PDD. We also notify a relative robustness of the neutron yield to the different laser pointing configurations in this implosion regime.

日本語訳

我々はここに、Laser MégaJoule(LMJ)施設で実施された最初の極直接駆動(PDD)爆縮の予備的結果を報告する。これらの爆縮は、爆発型プッシャー(強い衝撃波)領域において、D2を充填した薄いSiO2カプセルを用い、10レーザーバンドル(20クアドルプレット、80ビーム)が総レーザーエネルギー100 kJレベルで動作した。この構成では、方形レーザーパルスと薄いアブレータにより、収束比が小さく、高いイオン温度と電子温度を持つ大きなホットスポットが得られる。直接駆動爆縮専用ではないLMJ施設のビーム照射均一性を最適化するため、PDD技術を用いたクワッド再指向が適用される。すなわち、49°照射コーン内のレーザークワッドは、極と比較したこの平面でのエネルギー不足を補うために、カプセル赤道面に向けて再指向される。一方、33°照射コーン内のレーザークワッドはカプセル極に向けて再指向され、パワーバランスは、33°コーンのパワーが49°コーンのパワーの60%になるように設定される。中性子データおよび時間分解X線画像が提示され、3D事前ショット流体力学シミュレーションと比較される。我々は、最適化されたPDDを用いることで、爆縮対称性と中性子収量の改善が見られる。我々はまた、この爆縮領域において、異なるレーザーポインティング構成に対する中性子収量の相対的な頑健性を報告する。

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Fusion implosions

AIによる論文要約

レーザー・メガジュール装置における初の極直接駆動爆縮実験
JAレーザー核融合研究者や大学院生、特に慣性核融合や高エネルギー密度物理に興味を持つ方。#レーザー核融合 #直接駆動 #LMJ #爆縮 #プラズマ物理
LLM向け: {"Title": "レーザー・メガジュール装置における初の極直接駆動爆縮", "Authors": "提供なし", "Research Objective":…

本報告は、フランスのレーザー・メガジュール(LMJ)施設で初めて実施された極直接駆動(PDD)爆縮実験の予備結果です。重水素封入の薄いSiO₂シェルを用いた爆発的プッシャー(強い衝撃波)方式で、10レーザーバンドル(80ビーム)から100kJのエネルギーを照射しました。均一性向上のため、49°円錐内のクアッドを赤道面へ、33°円錐内のクアッドを極方向へ再指向し、33°円錐のパワーを49°円錐の60%に設定しました。中性子データと時間分解X線画像から、最適化PDDにより爆縮対称性と中性子収量が向上し、この爆縮領域では収量が指向に比較的ロバストであることが示されました。

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