Research related to burning wave propagation in ultra-high-density hydrogen and deuterium plasma

超高密度氢、氘等离子体中燃烧波传播的相关研究

• 批准号: 22H00118
• 负责人: 藤岡 慎介
• 金额: $ 28.12万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00118/
• 关键词: 高エネルギー密度プラズマ; 高強度レーザー; レーザー核融合; 重水素プラズマ; 核燃焼波; レーザー; 核融合; プラズマ; 核燃焼; フェルミ縮退; 中実球; 高密度水素; 燃焼; 高速点火

中実球の高密度圧縮を達成するには二つの要求を満たす必要がある。一つ目の要求は、中実球表面で吸収されるレーザーパワーを空間的に一様にすることである。二つ目の要求は、中実球のエントロピーを可能な限り低く保ちながら圧縮することである。一つ目の要求を解決するため、レーザー照射の空間分布を変えながら、吸収されるレーザーパワーの空間分布を数値計算した。計算に必要なプラズマの密度及び温度分布は放射流体シミュレーションコードで求め、レーザー吸収機構として衝突吸収を考慮し、密度勾配のあるプラズマ中でのレーザー伝搬は光線追跡法でモデル化することで、球表面における吸収パワーの分布を求めた。この計算結果に基づいて、実験で用いる照射レーザーのスポット径を決定し、以前は非一様に圧縮されていた中実球を、丸い形を保ったまま圧縮できることを実証した。二つ目の要求を解決するには、燃料のエントローピーを低く保ったまま、多段の衝撃波で段階的に中実球を圧縮する必要がある。我々は三段のレーザーパルスを設計し、大阪大学レーザー科学研究所の激光XII号レーザーのパルス波形整形器を使って、設計に近いパルス波形で中実球の圧縮実験を行うことに成功した。レーザー増幅後のレーザー波形を計測するためのモニター類の整備も行った。実験結果をシミュレーションと比較し、プラズマの状態方程式の不確実さとレーザーのプラズマ中での伝搬についての知見を得ることができた。プラスチック中実球の圧縮実験と並行して、低温水素中実球の製造装置の設計を進めた。また、燃焼波伝搬におけるプラズマのフェルミ縮退の影響を調べるために、フェルミ縮退による電子-イオン散乱の減少を考慮したアルファ粒子の輸送のシミュレーションコードの開発を進めた。

In order to achieve high density compression, it is necessary to meet the requirements of the second phase. The requirements of the eye, the surface of the ball, the surface of the ball 2. The requirements of the project are as follows: The spatial distribution of radiation and absorption is calculated numerically. The density and temperature distribution of the radioactive fluid must be calculated by considering the absorption mechanism and collision absorption of the radioactive fluid, and the density matching of the radioactive fluid must be calculated by the ray tracing method. The calculation results are based on the calculation results. The calculation results are based on the calculation results. The second is to solve the problem of fuel consumption, fuel consumption, multi-stage shock wave, and pressure reduction. The design of the three-stage laser waveform shaper, Osaka University's Institute of Science, was successful. The measurement of the amplitude of the pulse The result of the experiment is that the equation of state is not accurate, and the equation of state is accurate. The design of production equipment for low temperature and high temperature water quality medium ball is advanced. The development of electron scattering and particle transport is being considered in order to reduce the influence of electron scattering and particle shrinkage on the combustion wave transport.

项目成果

研究室ウェブページ

实验室网页

Demonstration of efficient relativistic electron acceleration by surface plasmonics with sequential target processing using high repetition lasers

• DOI: 10.1103/physrevresearch.5.013062
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Y. Arikawa;A. Morace;Y. Abe;N. Iwata;Y. Sentoku;A. Yogo;K. Matsuo;M. Nakai;H. Nagatomo;K. Mima;H. Nishimura;S. Fujioka;R. Kodama;S. Inoue;M. Hashida;S. Sakabe;D. De Luis;G. Gatti;M. Huault;J. A. Pérez-Hernández;L. Roso;L. Volpe

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

波形整形レーザーを用いた核融合プラズマの高密度圧縮

使用波形激光对聚变等离子体进行高密度压缩

• 发表时间: 2023
• 作者: 瀧澤 龍之介;長友 英夫;有川 安信;森田 大樹;敦 近原;前川 珠貴;築道 拓実;King Fai Farley Law;片桐 健登;尾崎 典雅;弘中 陽一郎;重森 啓介;藤域 淳平;安部 勇輝;羽原 英明;蔵満 康浩;城崎 知至;坂上 仁志;中井 光男;白神 宏之;兒玉 了祐;千徳 靖彦;藤岡 慎介
• 通讯作者: 藤岡 慎介

レーザー核融合反応で生み出す究極のエネルギー

激光聚变反应产生的最终能量

• 发表时间: 2022
• 作者: 清水 里香;成影 典之;坂尾 太郎;渡辺 伸;佐藤 慶暉;加島 颯太;高橋 忠幸;FOXSI チーム;藤岡慎介
• 通讯作者: 藤岡慎介