Inertial confinement fusion (ICF) requires high compression of fusion fuel to densities approaching 1000 times liquid density of deuterium-tritium (DT), at central temperatures in excess of 5 keV. The direct-drive approach to ICF is more energy efficient than indirect drive if the stringent drive symmetry and hydrodynamic stability requirements can be met by a suitable laser irradiation and target design. Experiments using cryogenic fuel capsules in conjunction with distributed phase plates (DPPs) on the frequency-tripled OMEGA laser system have achieved compressed DT fuel densities in the 100-200 times liquid density regime, but the experiments exhibited deviations from one-dimensional performance. The deviations are believed to result from nonuniform implosion of fuel and shell material due to irradiation nonuniformities not removed by the DPPs. Improvements in irradiation uniformity through the use of a new technique, smoothing by spectral dispersion (SSD), may lead to reduced hydrodynamic instability growth and nearly one-dimensional capsule performance. SSD allows high-efficiency frequency tripling in a solid-state laser system.
慣性核融合(ICF)には、重水素-トリチウム(DT)の液体密度の約1000倍に達する密度まで核融合燃料を高圧縮し、中心温度を5 keV以上にすることが必要である。ICFへの直接駆動方式は、適切なレーザー照射とターゲット設計によって厳しい駆動対称性と流体力学的安定性の要件を満たすことができれば、間接駆動方式よりもエネルギー効率が高い。周波数三倍化されたOMEGAレーザーシステムにおいて、分布位相板(DPP)と併用した低温燃料キャプセルを用いた実験により、液体密度の100〜200倍の領域の圧縮DT燃料密度が達成されたが、実験では一次元性能からのずれが観測された。このずれは、DPPによって除去されなかった照射不均一性に起因する、燃料とシェル材料の非一様な爆縮によるものと考えられる。スペクトル分散による平滑化(SSD)という新技術を用いた照射均一性の改善により、流体力学的成長の低減と、ほぼ一次元的なキャプセル性能の達成が可能になる可能性がある。SSDは、固体レーザーシステムにおいて高効率の周波数三倍化を可能にする。