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(a)理論モデルの構築
レーザー照射から最大圧縮に至る一連の爆縮過程における、トータルのRT成長量を最少にするための重力加速度の時間発展、即ち最適な爆縮軌跡を解析的に決定した。具体的には、変分原理に基づき、任意の爆縮に対して初期と最終の半径および速度を与えた拘束条件の下で、RT不安定性成長率(既知)の時間積分を極小値にするような爆縮カーブの解析解を決定した。
(b)シミュレーションプログラムの開発
上記の最適の爆縮軌跡を実現するためのレーザーの時間波形を、刻々と変化するプラズマと入射レーザーとの相互作用から決まる吸収率をセルフコンシステントに取り扱いながら決定することが要件となった。そこで、燃料ペレットの爆縮運動を計算するため、レーザー吸収、質量噴出、熱伝導等のキーとなる物理効果を入れた1次元流体シミュレーションコードを開発した。
(c)レーザーパルス波形の設計
理論、シミュレーションから予測されるレーザーパルス波形と併せて、衝撃波による燃料予備加熱やエネルギー効率等を流体シミュレーションにより定量的に評価し、高利得をもたらすターゲット半径やアスペクト比等の具体的なパラメータ領域を決定した。最適化された爆縮軌跡を再現するための質量噴出率の時間発展を、運動方程式ならびにプラズマ/レーザーの相互作用から決まる吸収率を考慮して、最終的に最適化されたレーザーパルス波形を決定した。
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