The shock ignition concept for inertial confinement fusion includes launching a strong shock with a high-intensity laser spike into an imploding shell. The laser intensity in the plasma corona is above the threshold for parametric instabilities, thus providing conditions for strong non-linear effects. Here we present a series of one-dimensional kinetic simulations of laser–plasma interactions in such a regime. After a transient period of strong non-stationary scattering, the laser–plasma interaction enters an asymptotic regime where a significant part of the incident laser flux is absorbed in the plasma and is transformed into hot electrons. The repartition of the absorbed energy and spectral characteristics of the scattered radiation are presented for laser intensities in the range 2.4–24 PW cm−2. For a laser intensity of 8 PW cm−2, the total absorption is 69% ; about 50% of absorption takes place at quarter critical density and the remaining 19% at 1/16th of the critical density. 52% of the total laser pulse energy are absorbed due to stimulated Raman scattering, which produces electrons with a temperature of about 30 keV, and 17% is absorbed due to cavitation, which produces a more isotropic distribution of hot electrons with a temperature of about 10 keV.
衝撃点火概念による慣性核融合には、高強度レーザースパイクを用いて強い衝撃波を爆縮中のシェルに打ち込むことが含まれる。プラズマコロナ中のレーザー強度はパラメトリック不安定性の閾値を超えており、強い非線形効果が生じる条件が整っている。本稿では、このような領域におけるレーザー–プラズマ相互作用の一次元運動論的シミュレーションを提示する。強い非定常散乱の過渡期を経て、レーザー–プラズマ相互作用は漸近領域に入り、入射レーザーフラックスの有意な部分がプラズマに吸収され、高速電子へと変換される。吸収エネルギーの配分と散乱放射のスペクトル特性を、レーザー強度2.4–24 PW cm−2の範囲で示す。レーザー強度8 PW cm−2において、全吸収率は69%であり、その約50%は臨界密度の4分の1の領域で、残りの19%は臨界密度の16分の1の領域で生じる。全レーザーパルスエネルギーの52%は誘導ラマン散乱により吸収され、これにより約30 keVの温度を持つ電子が生成される。また、17%はキャビテーションにより吸収され、約10 keVの温度を持つ、より等方的な分布の高速電子を生成する。