磁化快速等容激光加热用于高效产生超高能量密度状态
等离子体物理
2018-10-24 v1
摘要
惯性约束聚变（ICF）点火的探索是一项重大挑战，正如超大型激光设施所例证的那样。利用高强度短脉冲激光对预压缩等离子体核心进行快速等容加热，是一种有吸引力且替代性的方法来产生诸如ICF点火火花中存在的超高能量密度状态。这避免了由热火花与周围冷燃料混合引起的点火淬灭，而这是当前所追求的点火方案的关键问题。高强度激光高效地产生相对论电子束（REB）。部分REB动能沉积于核心中，随后受热区域成为触发点火的热火花。然而，由于其大发散角，仅有小部分REB与核心碰撞。在此，我们展示了利用磁化快速等容加热增强的激光到核心的能量耦合。该方法采用施加于从REB产生点到核心的输运区域的千特斯拉级磁场，从而将REB沿磁场线引导至核心。即使使用相对较小的径向面密度核心（ 0.1 g/cm），也实现了 7.7 1.3 % 的最大耦合。利用Cu- 成像技术，在预压缩核心中清晰可视化了被引导的REB输运。一个与综合诊断相结合的简化模型给出6.2%的耦合，与测量耦合相当吻合。该模型还揭示，点火尺度的面密度核心（ 0.4 g/cm）导致高得多的激光到核心耦合（> 15%），这远高于当前方案所实现的耦合。
引用
@article{arxiv.1712.06029,
title = {Magnetized Fast Isochoric Laser Heating for Efficient Creation of Ultra-High-Energy-Density States},
author = {Shohei Sakata and Seungho Lee and Tomoyuki Johzaki and Hiroshi Sawada and Yuki Iwasa and Hiroki Morita and Kazuki Matsuo and King Fai Farley Law and Akira Yao and Masayasu Hata and Atsushi Sunahara and Sadaoki Kojima and Yuki Abe and Hidetaka Kishimoto and Aneez Syuhada and Takashi Shiroto and Alessio Morace and Akifumi Yogo and Natsumi Iwata and Mitsuo Nakai and Hitoshi Sakagami and Tetsuo Ozaki and Kohei Yamanoi and Takayoshi Norimatsu and Yoshiki Nakata and Shigeki Tokita and Noriaki Miyanaga and Junji Kawanaka and Hiroyuki Shiraga and Kunioki Mima and Hiroaki Nishimura and Mathieu Bailly-Grandvaux and Joao Jorge Santos and Hideo Nagatomo and Hiroshi Azechi and Ryosuke Kodama and Yasunobu Arikawa and Yasuhiko Sentoku and Shinsuke Fujioka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.06029},
year = {2018}
}