AbstractThe energetics of hohlraum targets for inertial fusion are studied by means of one-dimensional radiation hydrodynamics simulations, assuming that a pulse of thermal X-rays with a simple time shape is fed into the cavity. A fusion yield Efus = 160–250 MJ is released by a capsule with fuel mass mDT = 3.3 mg, driven by a two-step pulse. The required input energy is Ex ≈ 3.4 MJ for a hohlraum area ratio a = 9 and 6.6 MJ for a = 20, corresponding to gains of Gx = Efus/Ex = 50–73 and 25–35 respectively. Higher gains are obtained by three-step pulses. Targets with mDT = 0.4 mg require better-shaped pulses, with at least three steps. Driven by Ex = 0.85−1.7 MJ, they release Efus = 8–10 MJ. Symmetry aspects of axially symmetric hohlraums driven by heavy ion beams are studied by a viewfactor code, employing wall motion and re-emissivities provided by the one-dimensional hydro-simulations. The dependence of the capsule irradiation asymmetry on the hohlraum aspect ratio, area ratio and fill density is analyzed. Reductions of wall motion and converter expansion, and the use of shields appear necessary to allow for the use of a moderate area ratio a ≈ 10–15.
慣性核融合用ホーラム標的のエネルギー論を、単純な時間波形を持つ熱X線パルスが空洞内に供給されると仮定して、一次元放射流体シミュレーションにより研究した。燃料質量mDT = 3.3 mgのカプセルを二段階パルスで駆動すると、核融合収量Efus = 160–250 MJが放出される。必要な入力エネルギーは、ホーラム面積比a = 9の場合Ex ≈ 3.4 MJ、a = 20の場合6.6 MJであり、それぞれ利得Gx = Efus/Ex = 50–73および25–35に対応する。より高い利得は三段階パルスによって得られる。mDT = 0.4 mgの標的には、少なくとも三段階からなる、より整形されたパルスが必要である。Ex = 0.85–1.7 MJで駆動すると、Efus = 8–10 MJを放出する。重イオンビームで駆動される軸対称ホーラムの対称性の側面を、一次元流体シミュレーションから得られた壁面運動と再放射率を用いて、ビューファクターコードにより研究した。カプセル照射の非対称性のホーラム面積比、面積比、充填密度への依存性を解析した。中程度の面積比a ≈ 10–15の使用を可能にするためには、壁面運動とコンバーター膨張の低減、およびシールドの使用が必要であると思われる。