The fusion neutron yield from a compact neutron source is studied. Laser-irradiated deuterium clusters serve as a precursor of high-energy deuterons, which react with a tritium target and produce copious amounts of neutrons in fusion reactions. The Coulomb explosion of deuterium clusters with initial radius of 5 to 20 nm irradiated by a sub-picosecond laser with intensity ranging from 1015 to 1018 W cm−2 is examined theoretically by a MD model. The dependence of the mean and maximum ion kinetic energy, ion energy distribution function and conversion efficiency of laser energy to ion kinetic energy is investigated. The fusion yield was estimated from an ion beam-target model. A high neutron yield of ∼106–107 neutrons/Joule is obtainable for peak laser intensity of 1016–1018 W cm−2, laser wavelength of 0.8–1 µm and clusters with an initial radius of ∼ 20 nm.
コンパクト中性子源からの核融合中性子収量が研究されている。レーザー照射された重水素クラスターは、高エネルギーの重陽子の前駆体として働き、これらがトリチウム標的と反応して、核融合反応において多量の中性子を生成する。初期半径5〜20 nmの重水素クラスターのクーロン爆発が、強度10¹⁵〜10¹⁸ W cm⁻²のサブピコ秒レーザーによって照射された場合について、MDモデルを用いて理論的に調べられている。平均および最大イオン運動エネルギー、イオンエネルギー分布関数、およびレーザーエネルギーからイオンエネルギーへの変換効率の依存性が調査されている。核融合収量は、イオンビーム-標的モデルから推定された。ピークレーザー強度10¹⁶〜10¹⁸ W cm⁻²、レーザー波長0.8〜1 µm、および初期半径約20 nmのクラスターに対して、約10⁶〜10⁷中性子/Jouleの高い中性子収量が得られる可能性がある。