Non-burning thermonuclear fuel implosion experiments have been fielded on the National Ignition Facility to assess progress toward ignition by indirect drive inertial confinement fusion. These experiments use cryogenic fuel ice layers, consisting of mixtures of tritium and deuterium with large amounts of hydrogen to control the neutron yield and to allow fielding of an extensive suite of optical, x-ray and nuclear diagnostics. The thermonuclear fuel layer is contained in a spherical plastic capsule that is fielded in the center of a cylindrical gold hohlraum. Heating the hohlraum with 1.3 MJ of energy delivered by 192 laser beams produces a soft x-ray drive spectrum with a radiation temperature of 300 eV. The radiation field produces an ablation pressure of 100 Mbar which compresses the capsule to a spherical dense fuel shell that contains a hot plasma core 80 µm in diameter. The implosion core is observed with x-ray imaging diagnostics that provide size, shape, the absolute x-ray emission along with bangtime and hot plasma lifetime. Nuclear measurements provide the 14.1 MeV neutron yield from fusion of deuterium and tritium nuclei along with down-scattered neutrons at energies of 10–12 MeV due to energy loss by scattering in the dense fuel that surrounds the central hot-spot plasma. Neutron time-of-flight spectra allow the inference of the ion temperature while gamma-ray measurements provide the duration of nuclear activity. The fusion yield from deuterium–tritium reactions scales with ion temperature, which is in agreement with modeling over more than one order of magnitude to a neutron yield in excess of 1014 neutrons, indicating large confinement parameters on these first experiments.
非燃焼熱核燃料爆縮実験が、間接駆動慣性閉じ込め核融合による点火への進展を評価するために、国立点火施設で実施された。これらの実験では、重水素と三重水素の混合物からなる極低温燃料氷層に、大量の水素を添加して中性子収量を制御し、広範な光学・X線・核診断装置の設置を可能にしている。熱核燃料層は、円筒形の金製ホーラムの中心に配置された球状のプラスチックカプセル内に封入されている。ホーラムを1.3 MJのエネルギーで加熱する192本のレーザービームにより、300 eVの放射温度を持つ軟X線スペクトルが生成される。この放射場は100 Mbarのアブレーション圧力を生み出し、カプセルを直径80 µmの高温プラズマコアを含む球状の高密度燃料殻へと圧縮する。爆縮コアは、サイズ、形状、絶対X線放射、ならびに爆縮時刻と高温プラズマ寿命を提供するX線イメージング診断装置によって観測される。核計測により、重水素と三重水素の核融合からの14.1 MeV中性子収量に加え、中心の高温スポットプラズマを囲む高密度燃料内での散乱によるエネルギー損失に起因する10〜12 MeVの下散射乱中性子が提供される。中性子飛行時間スペクトルからイオン温度が推定され、一方ガンマ線計測により核活動の持続時間が得られる。重水素–三重水素反応による核融合収量はイオン温度とともにスケーリングし、これは10¹⁴中性子を超える収量に対して1桁以上の範囲でモデリングと一致しており、これらの最初の実験における大きな閉じ込めパラメータを示している。