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高密度レーザー爆縮の実現に向けたプラズマ密度構造制御に関する研究

实现高密度激光内爆的等离子体密度结构控制研究

基本信息

批准号：
03J04007
负责人：
藤岡慎介
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高密度レーザー核融合の実現にとって、極めて重要な研究課題はレイリー・テイラー不安定性(以下RT不安定性)を抑制する手法を確立することである。本研究員はレイリー・テイラー不安定性の抑制法として、レーザー核融合燃料ターゲットの表面層に高原子番号物質をドープするという斬新な手法を提案した。核融合ターゲット内部に高原子番号物質を混ぜることで、ターゲット内部でのエネルギー輸送媒体としてX線が支配的となり、ターゲットは主にX線で駆動されるようになる。輻射によるターゲット駆動は、レーザー直接駆動と比べ流体力学的に安定であり、RT不安定性の抑制が期待される。ターゲットとしては臭素置換したポリスチレンを用い、高原子番号物質ドープによるRT不安定性の安定化の実験的検証を行った。実験は大阪大学レーザー核融合研究センターの激光XII号レーザー装置を用いて行った。ターゲット表面に正弦波擾乱(波長20及び50μm、振幅ともに0.2μm)をあらかじめ加工したターゲットを用い、レーザー照射により加速されたターゲットを背面及び側面からX線でバックライトし、レイリー・テイラー不安定性により擾乱が成長する様子を空間・時間分解計測した。背面からX線バックライトすることで、X線の透過方向に積算されたターゲット質量の空間的な変調(面密度擾乱)を観測できる。擾乱波長20及び50μmともに顕著な安定化が確認され、特に図1に示すとおり20μmの擾乱に関しては強烈な安定化が起こっていることが実証された。また、新しい試みとして、側面からのX線バックライトを行い、ターゲット表面の擾乱の振幅の直接計測を行った。空間分解能2μm程度を有するフレネル・ゾーン・プレートをX線結像光学素子として用い、わずか数μm程度に成長が抑制された擾乱振幅を観測し、RT不安定性の抑制効果を直接的に実証することに成功した。

A very important research topic for the realization of high-density nuclear fusion is to establish a method for suppressing RT instability (RT instability below). This researcher proposes a new method for suppressing instability of nuclear fusion fuel in the surface layer. Nuclear fusion is the internal process of mixing high-atomic substances, and the internal process of transporting high-atomic substances is controlled by X-rays. Radiation is the most important aspect of fluid dynamics. A demonstration of the stability and stability of high atomic number substances Osaka University's nuclear fusion research center and the application of the laser XII device Sine wave disturbance (wavelength 20 and 50μm, amplitude 0.2μm) on the surface of the object is measured by spatial and temporal decomposition of the disturbance. Back X-ray transmission direction, X-ray transmission direction, integration, quality and spatial adjustment (area density disturbance), measurement. Disturbing wavelengths of 20 and 50μm are not stable, especially when 20μm is not stable. The amplitude of the disturbance on the surface is measured directly. The spatial resolution energy is 2μm, and the X-ray structure optical element is used to suppress the disturbance amplitude. The RT instability suppression effect is directly demonstrated.