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Spherically symmetric radiation converters for ion beam fusion

A R Piriz, S Atzeni1994年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Thick spherical shells, irradiated nearly symmetrically by ion beams, can convert efficiently ion beam energy to thermal radiation, with parameters of relevance to inertial confinement fusion. The evolution of such radiation converters has been studied by means of an analytic model, in turn validated by 1D radiation hydrodynamic simulations. Expressions are derived for the overall conversion efficiency, the heating time and the radiation temperature as a function of the beam and target parameters. Conditions are also derived for the effective hydrodynamic insulation between the converter and the fusion capsule contained inside the converter. For realistic heavy ion beam parameters (e.g. 6-8 GeV Bi beams, with total energy of 10 MJ and power about 700 TW) such converters can achieve an efficiency adequate for fusion applications, but only allow for a modest dynamic range of pulse shaping.

日本語訳

厚い球殻は、イオンビームによってほぼ対称に照射されると、イオンビームエネルギーを熱放射に効率的に変換することができ、そのパラメータは慣性閉じ込め核融合に関連する。このような放射変換器の進化は、解析モデルを用いて研究され、さらに1次元放射流体力学シミュレーションによって検証された。全体の変換効率、加熱時間、および放射温度に対する式が、ビームおよびターゲットのパラメータの関数として導出された。また、変換器内部に収容された核融合ターゲットと変換器との間の効果的な流体力学的最終的断熱条件も導出された。現実的な重イオンビームパラメータ(例えば、総エネルギー10 MJ、出力約700 TWの6〜8 GeVのBiビーム)に対して、このような変換器は核融合応用に十分な効率を達成できるが、パルス整形のダイナミックレンジは限定的である。

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Ion beams
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