Establishment of efficient core heating by Resistive field guiding of fast electron beam in fast ignition laser fusion

快点火激光聚变中快速电子束电阻场引导建立高效堆芯加热

• 批准号: 20H01886
• 负责人: 城崎 知至
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01886/
• 关键词: レーザー核融合; 高速点火方式; 抵抗性磁場ガイド; 高速点火レーザー核融合; 相対論電子ビーム; コア加熱; 抵抗性磁場; 高速点火

本研究は、大発散角を持つレーザー生成相対論電子ビームを加熱対象物まで誘導する方式として、抵抗率の異なる物質間を高速電子ビームが輸送された際に生じる自己生成磁場を用いた、抵抗性磁場ガイド法の、数値シミュレーションに特性評価と実験による実証に基づいた手法の確立を目的とする。2021年度の研究実績は下記のとおりである。① 初年度実施した平板ターゲットによる要素実験対象シミュレーション(CHを母材としガイド材をNiとし、レーザー強度をパラメータとした計算）について、ガイド材をAlとした計算を追加し、レーザー強度に応じて適切なガイド材配置があること（1e18W/cm2程度以下ではCHの外にガイド材を配し、1e19W/cm2を超える高強度では中心伝播領域にガイド材を配した場合にガイド効果が生じる）、高強度条件ではAlよりも高ZなNiの方がガイド効果が高いことを明らかにした。また、外部印加磁場ガイド法との比較を行い、抵抗性磁場ガイド法が0.3kT程度の外部磁場ガイド法と同等の効果を有することを示した。これらの成果は学会で発表するとともに、学術雑誌に論文として発表した（T. Johzaki et al., Phys. Plasmas 29, 112707 (2022)）。② プラズマミラーとレーザーガイディングコーンを導入した実験を行った結果、プラズマミラー導入によるプレパルス除去には成功したが、一方でレーザー強度低下を招くこととなり、1e19W/cm2を超える高強度条件での実験はできなかった。低強度で予測されたNiを電子ビーム伝播領域外に配した場合にガイド効果が見られた。また、コーンによるレーザー集光とみられる効果が観測された。実験結果については現在解析を進めている。

The purpose of this study is to establish the method of self-generated magnetic field, resistance magnetic field, numerical value evaluation and practical application of self-generated magnetic field, resistance magnetic field, numerical value evaluation and practical application of self-generated magnetic field, resistance magnetic field, etc. 2021 research results are recorded below. (1) In the beginning of the year, the flat plate must be installed in the middle of the element, and the base material must be installed in the middle of the element.(2) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(3) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(4) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(5) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(6) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(7) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(8) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(9) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(8) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(9) In the beginning, the base material must be installed in the middle of the element.(1e18W/cm2 or less, 1e19W/cm2 or more, high strength or less, high strength or less). Comparison of external magnetic field and magnetic field resistance methods; comparison of external magnetic field and magnetic field resistance methods; and comparison of magnetic field resistance methods and magnetic field resistance methods. The results of this study are published in the journal, academic journal and journal. Johzaki et al., Phys. Plasmas 29, 112707 (2022)）。2. The results of the introduction of the high intensity condition of 1e19W/cm2 were successfully removed. Low intensity prediction of Ni in the field of electronic distribution of the situation, the results can be seen The light of day is not enough. The result of the analysis is now in progress.

项目成果

超高コントラストレーザーによる核融合プラズマの加熱

使用超高对比度激光加热聚变等离子体

• 发表时间: 2022
• 作者: 四方諒;鈴木弘朗;亀高諄;重枝勇歩;井上寛隆;矢嶋渉;前谷光顕;田中佑一郎;西川亘;林靖彦;羽田真毅;前多裕介;瀧澤龍之介
• 通讯作者: 瀧澤龍之介

Monte Carlo particle collision model for qualitative analysis of neutron energy spectra from anisotropic inertial confinement fusion

用于定性分析各向异性惯性约束聚变中子能谱的蒙特卡罗粒子碰撞模型

• DOI: 10.1016/j.hedp.2020.100803
• 发表时间: 2020
• 期刊: High Energy Density Physics
• 影响因子: 1.6
• 作者: Y. Abe;T. Johzaki;A. Sunahara;Y. Arikawa;T. Ozaki;K. Ishii;R. Hanayama;S. Okihara;E. Miura;O. Komeda;S. Sakata;K. Matsuo;H. Morita;R. Takizawa;R. Mizutani;A. Iwamoto;H. Sakagami;Y. Sentoku;H. Shiraga;M. Nakai;S. Fujioka;Y. Mori;Y. Ki
• 通讯作者: Y. Ki

電子ビーム輸送効率向上のための抵抗性磁場ガイド法のレーザー強度・パルス長依存性評価

用于提高电子束传输效率的电阻磁场引导方法的激光强度/脉冲长度依赖性评估

• 发表时间: 2020
• 作者: 吉武佳菜;城崎知至;遠藤琢磨;金佑勁;藤岡慎介
• 通讯作者: 藤岡慎介

Dependence of resistivity gradient guiding of laser-driven relativistic electron beams on laser intensity and duration

• DOI: 10.1063/5.0101615
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: T. Johzaki;K. Yoshitake;T. Endo;W. Kim;S. Fujioka;H. Nagatomo;H. Morita;R. Takizawa;M. Takemura

超高コントラスト加熱ビームを用いた核融合プラズマの加熱効率

使用超高对比度加热束的聚变等离子体的加热效率

• 发表时间: 2021
• 作者: 瀧澤龍之介;長友英夫;城崎知至;藤岡慎介他 (総著者数19名）
• 通讯作者: 藤岡慎介他 (総著者数19名）