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2010 年度 実績報告書

レーザー核融合における高速点火用ドライバ粒子の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 22540511
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

坂上 仁志  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30254452)

キーワードレーザー核融合 / 高速点火 / 統合シミュレーション / プリプラズマ / 高速電子
研究概要

高速点火において超高強度レーザー照射で爆縮プラズマ加熱に必要な高速電子を効率よく生成するために,コーン内部のプリプラズマ生成を2次元放射流体計算により評価した.また,コーン入口に薄膜を置いてプレパルスの進入を妨げ,プリプラズマの生成を抑制する手法を提案した.薄膜はプレパルスを吸収してプラズマ化・膨張し,コーン内に非常に密度の低いプラズマとして充満する.プレパルスは,このプラズマ中で吸収されてコーン内壁には到達できず,スケール長の大きなプレプラズマは生成されない.この結果,加熱用レーザーのメインパルスは,非常に長尺な希薄プラズマ中を伝播することになる.そこで,このような加熱用レーザーの伝播が,生成される高速電子のビーム強度およびスペクトルに与える影響を1次元粒子コードにより調べた.そして,この手法の有効性を示した.
更に,プレプラズマが加熱レーザーのポインティングや生成される高速電子の特性に与える影響を評価するとともに,コア加熱効率の向上を目的とした自己磁場および外部印加磁場による高速電子ビームのガイディングについて,その特性を2次元粒子コードおよび2次元フォッカープランクコードコードを用いたシミュレーションにより評価した.
一方,コーン付爆縮においてコーン先端を通過する電子流が爆縮コアに効率的に到達するためには,コーン先端が低Z物質であることが望ましい.そこで,2次元コーン付シェルの爆縮シミュレーションを2次元輻射流体コードにより行い,コーン形状・材質の違いによる爆縮性能への影響を調べた.その結果,低Z物質でも先端を尖らせることにより,コーン破断の遅延が可能であることが明らかになった.

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (25件)

  • [雑誌論文] Effects of preformed plasma of CH foam on fast electron generation2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hata, H.Sakagami, A.Sunahara, T.Johzaki, H.Nagatomo
    • 雑誌名

      J.Phys. : Conf.Series

      巻: 244 ページ: 022037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integrated simulations of core heating in cone-guiding fast ignition, FIREX-I2010

    • 著者名/発表者名
      T.Johzaki, H.Nagatomo, A.Sunahara, H.-B.Cai, H.Sakagami, K.Mima
    • 雑誌名

      J.Phys. : Conf.Series

      巻: 244 ページ: 022040

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling dynamics of imploded core plasma for fast ignition2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nagatomo, T.Johzaki, A.Sunahara, H.Shiraga, H.Sakagami, et al
    • 雑誌名

      J.Phys. : Conf.Series

      巻: 244 ページ: 022050

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic number Z dependence of dyamics of laser-ablated materials2010

    • 著者名/発表者名
      A.Sunahara, K.A, Tanaka
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 85 ページ: 935-939

    • 査読あり
  • [学会発表] 超相対論レーザーの元での放射の反作用の理論研究2011

    • 著者名/発表者名
      瀬戸慧大, 他
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      石川県立音楽堂
    • 年月日
      2011-11-24
  • [学会発表] 高効率加熱のための高速電子ビームガイディング2011

    • 著者名/発表者名
      城崎知至, 他
    • 学会等名
      Plasma Conference 2011
    • 発表場所
      石川県立音楽堂
    • 年月日
      2011-11-23
  • [学会発表] コーン付ターゲットにおける非対称爆縮の多次元シミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      柳川琢省, 坂上仁志, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] レーザーの時間プロファイルが高速電子生成に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      畑昌育, 坂上仁志, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 高速点火における高エネルギー電子伝播の衝突効果2011

    • 著者名/発表者名
      岡田和人, 坂上仁志, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] ワイベル不安定性の抑制による高速電子特性への影響2011

    • 著者名/発表者名
      坂上仁志, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 自己生成磁場による高速電子ビームガイディング2011

    • 著者名/発表者名
      城崎知至, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 高速点火実験FIREX-Iのコア加熱解析2010

    • 著者名/発表者名
      城崎知至, 他
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第27回年会
    • 発表場所
      北海道大学学術交流会館
    • 年月日
      2010-12-02
  • [学会発表] Three-dimensional Core Plasma Dynamics in Cone-guided Implosion for Fast Ignition2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nagatomo, et al
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Hyatt Regency Chicago Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2010-11-09
  • [学会発表] Simulation Study of Pre-Plasma Effects on Core Heating in FIREX-I2010

    • 著者名/発表者名
      T.Johzaki, et al
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Hyatt Regency Chicago Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2010-11-08
  • [学会発表] Two dimensional effects of pre-plasma on fast electron generation by ultrahigh intense laser2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hata, H.Sakagami, et al
    • 学会等名
      11th International Workshop on Fast Ignition of Fusion Targets
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2010-10-20
  • [学会発表] Three-dimensional simulation of Rayleigh-Taylor instability of imploding cone shell targets2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yanagawa, H.Sakagami, et al
    • 学会等名
      11th International Workshop on Fast Ignition of Fusion Targets
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2010-10-20
  • [学会発表] Effects of Large Rarefied Plasmas inside Cone on Fast Electron Generation for FIREX-I Targets2010

    • 著者名/発表者名
      H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, and H. Nagatomo
    • 学会等名
      11th International Workshop on Fast Ignition of Fusion Targets
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Advanced Concept of High-Energy Coupling Cone for FIREX-12010

    • 著者名/発表者名
      T.Johzaki, et al
    • 学会等名
      11th International Workshop on Fast Ignition of Fusion Targets
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Implosion Physics and Robust Target Design for Fast Ignition Realization Experiment2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nagatomo, et al
    • 学会等名
      11th International Workshop on Fast Ignition of Fusion Targets
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2010-10-19
  • [学会発表] Core Heating Scaling for Fast Ignition Experiment FIREX-I2010

    • 著者名/発表者名
      T.Johzaki, et al
    • 学会等名
      23rd IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Daejon, Republic of Korea
    • 年月日
      2010-10-14
  • [学会発表] Implosion Physics and Robust Target Design for Fast Ignition Realization Experiment2010

    • 著者名/発表者名
      H.Nagatomo, et al
    • 学会等名
      23rd IAEA Fusion Energy Conference
    • 発表場所
      Daejon, Republic of Korea
    • 年月日
      2010-10-14
  • [学会発表] 高速点火における高エネルギー電子輸送の衝突効果2010

    • 著者名/発表者名
      岡田和人, 坂上仁志, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] 高速電子生成における長尺希薄プラズマの影響2010

    • 著者名/発表者名
      坂上仁志, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] レーザー偏光方向が高速電子生成に与える影響2010

    • 著者名/発表者名
      畑昌育, 坂上仁志, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] FIREX-Iにおける加熱スケーリングII2010

    • 著者名/発表者名
      城崎知至, 他
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Analysis of effects of laser profiles on fast electron generation by two-dimensional Particle-In-Cell simulations2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hata, H.Sakagami, et al
    • 学会等名
      31st European Conf.on Laser Interaction with Matter
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2010-09-07
  • [学会発表] Effects of Long Rarefied Plasmas on Fast Electron Generation for FIREX-I Targets2010

    • 著者名/発表者名
      H. Sakagami, T. Johzaki, A. Sunahara, and H. Nagatomo
    • 学会等名
      37th EPS Conference on Plasma Physics
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2010-06-25
  • [学会発表] Scaling of Core Heating Performance for FIREX-I2010

    • 著者名/発表者名
      T.Johzaki, et al
    • 学会等名
      37th EPS Conference on Plasma Physics
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2010-06-25
  • [学会発表] コーンガイド高速点火のコア加熱におけるプレプラズマの影響2010

    • 著者名/発表者名
      城崎知至, 他
    • 学会等名
      第8回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      高山市民文化会館
    • 年月日
      2010-06-10

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公開日: 2013-06-26  

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