JSPS研究拠点形成事業:パワーレーザーの国際連衡による超域プラズマ科学の国際研究拠点

活動ACTIVITIES

開催報告:3月12日 日米高エネルギー密度科学セミナー(Speaker: Dr. Raspberry Simpson, LLNL)

日米高エネルギー密度科学セミナーが3月12日(水) 9:00amからオンライセミナーで開催されました。
講師:Dr. Raspberry Simpson(LLNL)
タイトル:Scaling Laser-Driven Proton Acceleration to the IFE Regime
     IFEに向けたレーザープロトン加速のスケーリング
イオン加熱による高速点火レーザー核融合ではMeVイオンの効率的な生成が必要になります.マルチピコ秒のペタワットレーザーを利用することで核融合に必要な高エネルギーイオン源の研究が進められています.
博士の研究は,半球殻やコーンなどの構造ターゲットを用いることで,イオンビームの特性を向上することを目的としているそうです.レーザーからイオンへの高いエネルギー変換率を実現し,またイオンビームを収束させることで高密度プラズマの加熱効率の向上を目指していらっしゃるとの事.
今回の発表では,NIF-ARC, Orion, OMEGA-EPなどのペタワットレーザーを用いたイオンビーム発生とビーム収束の最適化実験の結果を紹介いただきました.

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–Speaker–
Dr. Raspberry Simpson
Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)

–Title–
Scaling Laser-Driven Proton Acceleration to the IFE Regime

–Abstract–
Ion fast ignition is an alternative inertial confinement fusion scheme, which relies on using laser-accelerated ions of MeV energies to heat pre-compressed inertial confinement fusion pellet in order to relax driver energy and symmetry requirements while increasing fuel gain. [1] Petawatt-class, multi-picosecond short-pulse lasers, such as the National Ignition Facility-Advanced Radiographic Capability (NIF-ARC) laser, Orion laser facility and OMEGA-Extended Performance (EP) laser, which have been constructed over the last two decades, enable exciting opportunities to produce high-brightness, high- energy laser-driven ion sources which will be crucial for developing and investigating proton fast ignition platforms for inertial fusion energy. Laser-driven ion sources are typically spatially divergent (divergence angles ~ 20 degrees) therefore mechanisms to focus laser-driven proton sources are a crucial area of research to increase the efficiency of these sources for applications to isochoric heating and ion fast ignition fusion. This work investigates the use of structured targets such as hemispherical shaped foils and cones that can be used to focus the ion source to achieve a higher flux and thus increase focusing efficiency. In particular, we present a series of experiments on the OMEGA-EP, NIF-ARC and Orion laser facilities studying the optimization of ion focusing for application to ion fast ignition in the multi-ps regime.

[1] M. Roth et al. PRL 86 436 (2001)
[2] R.A. Simpson et al. PoP 28 013108 (2021)

This work was performed under the auspices of the US Department of Energy by Lawrence Livermore National Laboratory under Contract DE AC52 07NA27344 with funding support from the Laboratory Directed Research and Development program under LDRD 23-ER-047. LLNL-ABS-872805

 

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