Observations of anomalous neutron yield in the indirect-drive inertial confinement fusion implosion experiments conducted at SG-III prototype and SG-II upgrade laser facilities are interpreted. The anomalous mechanism results in a neutron yield which is 100-times higher than that predicted by 1D radiation-hydrodynamic simulations. 2D radiation-hydrodynamic simulations show that the supersonic, radially directed gold (Au) plasma jets arising from the laser-hohlraum interactions can collide with the carbon-deuterium (CD) corona plasma of the compressed pellet. It is found that in the interaction front of the high-Z jet with the low-Z corona, with low density ∼ and high temperature ∼keV, kinetic effects become important. Particle-in-cell simulations indicate that an electrostatic shock wave can be driven when the high-temperature Au jet expands into the low-temperature CD corona. Deuterium ions with an amount of ∼1015 can be accelerated to ∼25 keV by the collisionless shock wave, thus causing efficient neutron productions though the beam-target method by stopping these energetic ions in the corona. The evaluated neutron yield is consistent with the experiments conducted at SG laser facilities.
SG-III原型およびSG-II増強レーザー施設で実施された間接駆動慣性核融合爆縮実験における異常な中性子収量の観測結果を解釈する。この異常メカニズムにより、中性子収量は1次元放射流体力学シミュレーションによる予測値の100倍となる。2次元放射流体力学シミュレーションは、レーザーとホルラウムの相互作用から生じる超音速の放射状方向の金(Au)プラズマジェットが、圧縮されたペレットの炭素-重水素(CD)コロナプラズマと衝突し得ることを示す。高Zジェットと低Zコロナの相互作用前面において、低密度 ∼および高温 ∼keVの条件下では、運動論的効果が重要になることが見出された。粒子インセルシミュレーションは、高温Auジェットが低温CDコロナ中へ膨張する際に静電衝撃波が駆動され得ることを示す。衝突のない衝撃波により、 ∼1015個の重水素イオンが ∼25 keVまで加速され、これらの高エネルギーイオンがコロナ中で停止することによるビームターゲット方式を通じて効率的な中性子生成を引き起こす。評価された中性子収量はSGレーザー施設で実施された実験と一致する。