For the fast ignition scheme of laser fusion, a highly compressed fuel core is necessary using a cone-inserted spherical solid target. We design an optimal compression method with a multistep laser pulse shape using a 2D radiation hydrodynamics simulation. In the design, the maximum areal density is ρRmax = 0.46 g cm−2 with 8 kJ of implosion laser. Considering the scaling law of hydrodynamic, we obtained 82 kJ and 1.3 MJ for the ignition-scale-target (ρRmax = 1.1 g cm−2) and burning-scale-target (ρRmax = 2.5 g cm−2), respectively. In a preliminary study of hydrodynamic instability in the optimized cone-inserted implosion, there is no significant growth of the instabilities that affect the implosion performance. A parameter search to investigate the feasibility and robustness of a high areal density design for changes in the laser pulse shape is performed. As a result, a delay of several tens of pico-second of the rising laser pulse is acceptable.
高速点火方式のレーザー核融合において、高圧縮された燃料コアを実現するためには、コーン挿入型の球状ターゲットが必要である。我々は、2次元放射流体シミュレーションを用いて、多段階レーザーパルス形状による最適な圧縮方式を設計した。この設計において、最大面密度はρRmax = 0.46 g cm⁻²であり、8 kJの爆縮レーザーを要する。流体力学的スケーリング則を考慮すると、点火スケールターゲット（ρRmax = 1.1 g cm⁻²）には82 kJ、燃焼スケールターゲット（ρRmax = 2.5 g cm⁻²）には1.3 MJが必要であることが得られた。最適化されたコーン挿入型爆縮における流体力学的不安定性の予備的検討では、爆縮性能に影響を与える不安定性の顕著な成長は見られなかった。レーザーパルス形状の変化に対する高面密度設計の実現可能性と堅牢性を調査するためのパラメータ探索を実施した。その結果、立ち上がりレーザーパルスの数十ピコ秒の遅延は許容可能であることが示された。