Development of High-quality Diamond Capsule and Application to Direct-drive Inertial Confinement Fusion

点击翻译按钮获取中文摘要

ダイヤモンドカプセルの開発研究に関して，製作工程の改良，定量評価手法の開発・確立，そしてカプセルの爆縮実験を実施した．製作工程の改良としては，ダイヤモンド成膜の基板として用いるSi球がエッチング工程において溶け残る問題に取り組んだ．具体的には超音波振動や加熱・冷却等の加圧・減圧プロセスの導入によりエッチング性能が向上した．爆縮実験においては，定量評価したダイヤモンドカプセルに大阪大学レーザー科学研究所の所有する激光XII号レーザーを球状に照射し，アブレーション面のX線発光から爆縮軌跡を評価した．実験結果は，輻射流体シミュレーションとエラーバーの範囲内で一致し，製作したカプセルの品質，定量評価の精度が高いことが示された．またプラズマ物理に関する実験的研究として，ダイヤモンド多結晶の粒界に含有される水素成分がレーザープラズマ相互作用に及ぼす影響に着眼した実験を実施した．レーザープラズマ相互作用には，様々なエネルギーの吸収機構が存在する．その中でも，誘導ラマン散乱（SRS）及び二電子崩壊不安定性（TPD）は電子プラズマ波を生成することにより，高いエネルギーを有する高速電子を顕著に発生させるため，それらを制御することは非常に重要な課題である．基礎的なデータを得るために，水素含有率が高いポリエチレン（66 at%）と水素を含まない（無視できる）単結晶ダイヤモンドにレーザーを照射して，誘導ラマン散乱（SRS）及び二電子崩壊不安定性（TPD）の情報を散乱光計測により取得した．水素を含むポリエチレンにおいて，優位にSRS・TPDが顕著になることが明らかになった．詳細なメカニズムに関しては現在輻射流体シミュレーションを用いた解析を進めている．