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Overview of inertial fusion and high-intensity laser plasma research in Europe

J. Tassart2004年被引用 8Nuclear FusionIF 3出版社

Inertial fusion science is driven by 'the quest for ignition'. For many years, a 'conventional' route towards inertial fusion has been investigated using two different approaches: ignition by an inertial central hot spot could be obtained either through the direct or the indirect drive scheme. Both imply the use of a very large facility to operate the driver, which is a powerful laser in the current projects (LMJ in France as well as NIF in the US). The LMJ construction being on the way, a large amount of experimental and computational work is currently being done to deepen the understanding of ignition requirements.On the other hand, the so-called 'fast ignition' approach has led to an increasingly important amount of scientific work since it was proposed at the beginning of the 1990s. During the last several years (from the previous IFSA held in Kyoto in 2001), several PW-class high-intensity laser facilities have been built in Europe.In the meantime, a large number of interesting results related to fast electron and proton production have been obtained with the existing facilities. Observation of laser-irradiated solid targets has provided the first evidence of electron bunches separated by half the period of light. Nevertheless, target heating remains modest. On the other hand, multi-megaelectronvolt highly collimated electron beams have been produced by table-top lasers interacting with the low-density plasmas. They open the feasibility of a lot of applications: x-ray probe beams in plasma physics, biology, chemistry, injector for conventional accelerators, etc). Laser-produced proton beams is also a growing field, with a lot of promising applications: proton therapy, radio-isotope production, diagnostic for transient phenomena in laser–plasma interaction, etc.Inertial fusion research is fostered by a sustained effort of organization and coordination at the national level (the creation of an Institute for Lasers and Plasmas in France) as well as at the European level (within the 6th Framework Program).

日本語訳

慣性核融合科学は「点火の探求」によって推進されている。長年にわたり、慣性核融合への「従来型」の経路は、2つの異なるアプローチを用いて研究されてきた:慣性中心点火は、直接駆動方式または間接駆動方式のいずれかによって達成され得る。どちらの方式も、大規模な施設の使用を必要とし、その駆動源は、現在のプロジェクト(フランスのLMJおよび米国のNIF)においては強力なレーザーである。LMJの建設が進行中であり、点火要件の理解を深めるための大量の実験的・計算的研究が現在行われている。一方、いわゆる「高速点火」アプローチは、1990年代初頭に提案されて以来、ますます重要な科学的成果を生み出している。過去数年間(前回2001年に京都で開催されたIFSA以降)、ヨーロッパでは複数のPW級高強度レーザー施設が建設されてきた。その間に、高速電子および陽子の生成に関する多数の興味深い結果が、既存の施設を用いて得られている。レーザー照射された固体ターゲットの観測により、光周期の半分の間隔で分離された電子バンチの最初の証拠が得られた。それにもかかわらず、ターゲット加熱は依然として限定的である。一方、多メガ電子ボルト級の高指向性陽子ビームは、低密度プラズマと相互作用するテーブルトップレーザーによって生成されている。これらは多くの応用の実現可能性を開くものである:プラズマ物理学、生物学、化学におけるX線プローブビーム、従来型加速器へのインジェクターなど。レーザー生成陽子ビームもまた成長中の分野であり、陽子線治療、放射性同位体生成、レーザー・プラズマ相互作用における過渡現象の診断など、多くの有望な応用がある。慣性核融合研究は、国家レベル(フランスにおけるレーザー・プラズマ研究所の設立)および欧州レベル(第6次フレームワークプログラム内)での組織的・協調的な継続的努力によって推進されている。

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Inertial confinement fusionLaser plasma
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