Control of generation and transport of fast electrons in the fast ignition inertical confinement fusion

• Project/Area Number: 24540545
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Plasma science
• Research Institution: Institute for Laser Technology
• Principal Investigator: SUNAHARA ATUSHSI 公益財団法人レーザー技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (00370213)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 高速点火レーザー核融合 / 高速電子 / コーンターゲット / 数値シミュレーション / 放射流体シミュレーション / エネルギー輸送 / レーザープラズマ相互作用 / 高速イオン / レーザー核融合 / 高速点火 / 高強度磁場 / 研究者個人による物理研究

Outline of Final Research Achievements

In order to reduce the pre-formed plasma which is the key issue for the lowring of fast electrons in the fast ignition inertial confinement fusion, I have investigated the high dense equation of state considering the liquid - gas mix phase. Liguid - gas mix phases have low sound velcoity and give small scale of plasma expansion in comparison with usual plamsa equation of state. I simulated the radiation hydrodynamic simulation to show the importance of the liquid - gas mix phase in equation of state. I applied this equation of state to the fusion experiment and estimated the scale length of the pre-formed plasma and optimized the plamsa conditions.

Research Products

• [Journal Article] Control of Electron Beam Using Strong Magnetic Field for Efficient Core Heating in Fast ignition (2015)
  • Author(s): T. Johzaki, T. Taguchi, T. Sentoku, A. Sunahara, H. Nagatomo, H. Sakagami, K. Mima, S. Fujioka, H. Shiraga
  • Journal Title: Nuclear Fusion Volume: 55 Issue: 5 Pages: 053022-053022
  • DOI: 10.1088/0029-5515/55/5/053022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Density and x-ray emission profile relationships in highly ionized high-Z laser-produced plasmas (2015)
  • Author(s): K. Yoshida, S. Fujioka, T. Higashiguchi, T. Ugomori, N. Tanaka, M. Kawasaki, Y Suzuki, C. Suzuki, K. Tomita, R. Hirose, T. Ejima, H. Ohashi, M. Nishikino, A. Sunahara, B. Li, P. Dunne, G. O’sullivan, T. Yanagida, H. Azechi, and H. Nishimura
  • Journal Title: Applied Physics Letters Volume: 106 Issue: 12 Pages: 121109-121109
  • DOI: 10.1063/1.4916395
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spectroscopic observation of ablation plasma generated with a laser-driven extreme light source (2015)
  • Author(s): M. Masuda, N. Tanaka, K. Hane, A. Sunahara, S. Fujioka, and H, Nishimura
  • Journal Title: Applied Physics B: Lasers and Optics Volume: 119 Issue: 3 Pages: 421-425
  • DOI: 10.1007/s00340-015-6041-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simulation of the Ablation by Charged Particles for Laser Fusion Reactor Wall (2015)
  • Author(s): K. Takaki, K. Kageyama, A. Sunahara, T. Yabuuchi, and K. A. Tanaka
  • Journal Title: Journal of nuclear materials Volume: 459 Pages: 77-80
  • DOI: 10.1016/j.jnucmat.2015.01.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Progress in indirect and direct-drive planar experiments on hydrodynamic instability (2014)
  • Author(s): A. Casner, L. Masse, B. Delorme, D. Martinez, G. Huser, D. Galmiche, S. Liberatore, I. Igumenshchev, M. Olazabal-Loumé, Ph. Nicolaï, J. Breil, D. T. Michel, D. Froula, W. Seka, G. Riazuelo, S. Fujioka, A. Sunahara, et al.
  • Journal Title: Phys. Plasmas Volume: 21 Issue: 12 Pages: 122702-122702
  • DOI: 10.1063/1.4903331
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Initial Process of Laser-Plasma Interaction in the Extreme Ultra-Violet Light Source and the Inertial Confinement Fusion Plasmas (2013)
  • Author(s): A. Sunahara
  • Journal Title: J. Plasma Fusion Res. Volume: 89
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simulations of laser imprint reduction using underdense foams and its consequence on the hydrodynamic instability growth (2013)
  • Author(s): • M. Olazabal-Loumé, Ph. Nicolaï, G. Riazuelo, M. Grech, J. Breil, S. Fujioka, A. Sunahara, N. Borisenko and V. T. Tikhonchuk
  • Journal Title: New J. Phys. Volume: 15 Issue: 8 Pages: 85033-85033
  • DOI: 10.1088/1367-2630/15/8/085033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of Pre-plasma and Its reduction for Fast Ignition (2012)
  • Author(s): A. Sunahara, T. Johzaki, H. Nagatomo and K. Mima
  • Journal Title: Laser Part. Beams Volume: 30 Issue: 1 Pages: 103-109
  • DOI: 10.1017/s0263034611000723
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 燃料球内面照射型高速点火核融合の理論と点火デザイン (2015)
  • Author(s): 砂原淳、城崎知至，柳川琢省，坂上仁志，安部勇輝，長井隆浩， 李昇浩，Zhang Zhe，池之内孝仁，小島完興，坂田匠平，有川安信，藤岡慎介，中井光男，白神宏之，乗松孝好， 疇地宏，FIREXプロジェクトチーム
  • Organizer: 物理学会第７０回年次大会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] レーザー照射されたスズドロップレットの輻射流体シミュレーション (2014)
  • Author(s): 砂原淳
  • Organizer: 第28回数値流体力学シンポジウム
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
  • Year and Date: 2014-12-09 – 2014-12-11
• [Presentation] Implosion simulation with tailored pulses (2014)
  • Author(s): 砂原淳、北川米喜、森芳孝、西村靖彦、日置 辰視, 東 博純, 米田 修, 花山 良平, 石井 勝弘, 関根 尊史, 近藤 拓也, 藤根 学, 元廣 友美, 梶野 勉, 西 哲平, 菅 博文, 三浦 永祐, 千徳 靖彦
  • Organizer: PLASMA2014
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [Presentation] レーザープラズマ中の原子過程と輻射輸送 (2014)
  • Author(s): 砂原淳
  • Organizer: PLASMA2014
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ
  • Year and Date: 2014-11-18 – 2014-11-21
  • Invited
• [Presentation] 直接照射型高速点火 (2014)
  • Author(s): 砂原淳、城崎知至、長友英夫、 坂上仁志、 三間圀興、 有川安信、藤岡慎介、白神宏之、疇地宏
  • Organizer: 第10回核融合エネルギー連合講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [Presentation] レーザー駆動高カレントによる高強度磁場生成時のコイルの輻射流体力学的特性と磁場強度 (2014)
  • Author(s): 砂原淳、城崎知至、坂上仁志、長友英夫、三間圀興、Zhang Zhe, 石原和大、有川安信、藤岡慎介、白神宏之、疇地宏、FIREX project
  • Organizer: 日本物理学会 第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス
• [Presentation] 高速点火における直接加熱 (2013)
  • Author(s): 砂原淳、城崎知至、坂上仁志、長友英夫、有川安信、藤岡慎介、白神宏之、疇地宏、森芳孝、北川米喜
  • Organizer: プラズマ•核融合学会第30回年会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス
• [Presentation] Direct heating of imploded plasma in the fast ignition (2013)
  • Author(s): A. Sunahara、T.Johzaki, H.Nagatomo, K.Mima, H.Shiraga, H.Azechi, Y.Mori, and Y.Kitagawa
  • Organizer: 8th International conference on Inertial Fusion Science and Applications
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂
• [Presentation] Direct heating of imploded plasma by ultra-intense laser in the fast ignition scheme (2013)
  • Author(s): A. Sunahara、T. Johzaki, H. Sakagami, H. Nagatomo, K. Mima, Y. Arikawa, S. Fujioka, H. Shiraga, H. Azechi, FIREX project
  • Organizer: 55th Annual Meeting of the APS DPP Meeting
  • Place of Presentation: Denver, CO, USA
• [Presentation] 高速点火レーザー核融合におけるイオン加熱 (2013)
  • Author(s): 砂原淳,城崎知至,坂上仁志,長友英夫,藤岡慎介,有川安信、坂和洋一, 白神宏之,三間圀興,疇地宏, 森芳孝,北川米喜,FIREX プロジェクト
  • Organizer: 日本物理学会第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] 高速点火レーザー核融合における直接加熱 (2013)
  • Author(s): 砂原 淳，城崎知至，長友英夫，白神宏之，畦地 宏，FIREXプロジェクト
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第33回年次大会
  • Place of Presentation: 姫路商工会議所
• [Presentation] 超高強度レーザーによる爆縮プラズマの直接加熱 (2012)
  • Author(s): 砂原淳,森芳孝,米田修,石井勝弘,花山良平,沖原伸一朗,藤田和久,北川米喜,関根尊史,栗田隆史,佐藤仲弘,川嶋利幸,菅博文,中村直樹,近藤拓也,藤根学4,掛布光孝,東博純,日置辰視,元廣友美,西村靖彦,他
  • Organizer: プラズマ・核融合学会第29回年会
  • Place of Presentation: クローバープラザ（福岡県春日市）
• [Presentation] 高速点火コーンターゲット先端部の流体力学的特性II” (2012)
  • Author(s): 砂原淳,城崎知至,長友英夫,藤岡慎介,重森啓介,弘中陽一郎, 三間圀興,白神宏之,疇地宏, FIREX プロジェクト
  • Organizer: 日本物理学会2012秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学常磐キャンパス
• [Presentation] 高速点火レーザー核融合におけるコーンターゲット の流体力学的特性 (2012)
  • Author(s): 砂原淳,城崎知至,長友英夫,藤岡慎介,重森啓介,弘中陽一郎, 三間圀興,白神宏之,疇地宏, FIREX プロジェクト
  • Organizer: 日本原子力学会、プラズマ・核融合学会共催第９回核融合エネルギー連合講演会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] 高Z物質添加による高密度爆縮
  • Author(s): 砂原淳、藤岡慎介、P. Nicolai, M. Olazabal, 城崎知至、長友英夫、藤本靖、長井圭治、大西直文、白戸高志、白神宏之、乗松孝好
  • Organizer: レーザー学会第456回研究会及び核融合科学研究所双方向型共同研究合同研究会
  • Place of Presentation: 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター