Proton-beam driven fast ignition of inertially confined fuels: Reduction of the ignition energy by the use of two proton beams with radially shaped profiles

Physics of Plasmas

Volumn 15, Issue 5, 2008, Pages

  Temporal, M ^a   Honrubia, J J ^a   Atzeni, S ^b  

^a UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID   (Spain)

^b SAPIENZA UNIVERSITY OF ROME   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPACTION; FUELS; IGNITION; MAXWELL EQUATIONS; PARTICLE BEAM DYNAMICS;

ENERGY DEPOSITION; IGNITION ENERGY;

PROTON BEAMS;

EID: 44649117059     PISSN: 1070664X     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2918316     Document Type: Article

References (54)

1. J. H. Nuckolls, L. Wood, A. Thiessen, and G. B. Zimmermann, Nature (London) 239, 129 (1972).
2. J. Lindl, Phys. Plasmas 1070-664X 10.1063/1.871025 2, 3933 (1995); J. D. Lindl, P. Amendt, R. L. Berger, S. G. Glendinning, S. H. Glenzer, S. W. Haan, R. L. Kauffman, O. L. Landen, and L. J. Suter, Phys. Plasmas 11, 339 (2004); J. D. Lindl, Inertial Confinement Fusion: The Quest for Ignition and High Gain Using Indirect Drive (Springer, New York, 1998).
3. S. Atzeni and J. Meyer-ter-Vehn, The Physics of Inertial Fusion (Oxford University Press, Oxford, 2004).
4. N. G. Basov, S. Yu. Gus'kov, and L. P. Feokistov, J. Sov. Laser Res. 13, 399 (1992).
5. M. Tabak, J. Hammer, M. E. Glinsky, W. L. Kruer, S. C. Wilks, J. Woodworth, E. M. Campbell, M. D. Perry, and R. J. Mason, Phys. Plasmas 1, 1626 (1994).
6. S. E. Bodner, Appl. Phys. Lett. 33, 761 (1974).
7. H. Takabe, K. Mima, L. Montierth, and R. L. Morse, Phys. Fluids 28, 3676 (1985).
8. N. Miyanaga, H. Azechi, K. A. Tanaka, T. Kanabe, T. Jitsuno, Y. Fujimoto, R. Kodama, H. Shiraga, K. Kondo, K. Tsubakimoto, Y. Kitagawa, H. Fujita, S. Sakabe, H. Yoshida, K. Mima, T. Yamanaka, and Y. Yzawa, in Inertial Fusion Sciences and Applications 2003, edited by, B. Hammel, D. D. Meyerhofer, J. Meyer-ter-Vehn, and, H. Azechi, (American Nuclear Society, Lagrange Park, 2004), p. 507.
9. J. A. Delettrez, J. Myatt, P. B. Radha, C. Stoeckl, S. Skupsky, and D. D. Meyerhofer, Plasma Phys. Controlled Fusion 47, B791 (2005).
10. M. Dunne, Nat. Phys. 2, 2 (2006).
11. K. B. Wharton, S. P. Hatchett, S. C. Wilks, M. H. Key, J. D. Moody, V. Yanovsky, A. A. Offenberger, B. A. Hammel, M. D. Perry, and C. Joshi, Phys. Rev. Lett. 81, 822 (1998).
12. J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, S. Kiselev, S. Gordienko, E. Lefebvre, J. P. Rousseau, F. Burgy, and V. Malka, Nature (London) 431, 541 (2004).
13. S. P. D. Mangles, C. D. Murphy, Z. Najmudin, A. G. R. Thomas, J. L. Collier, A. E. Dangor, E. J. Divall, P. S. Foster, J. G. Gallacher, C. J. Hooker, D. A. Jaroszynski, A. J. Langley, W. B. Mori, P. A. Norreys, F. S. Tsung, R. Viskup, B. R. Walton, and K. Krushelnick, Nature (London) 431, 535 (2004).
14. C. G. R. Geddes, C. Toth, J. van Tilborg, E. Esarey, C. B. Schroeder, D. Bruhwiler, C. Nieter, J. Cary, and W. P. Leemans, Nature (London) 431, 538 (2004).
15. K. L. Lancaster, J. S. Green, D. S. Hey, K. U. Akli, J. R. Davies, R. J. Clarke, R. R. Freeman, H. Habara, M. H. Key, R. Kodama, K. Krushelnick, C. D. Murphy, M. Nakatsutsumi, P. Simpson, R. Stephens, C. Stoeckl, T. Yabuuchi, M. Zepf, and P. A. Norreys, Phys. Rev. Lett. 98, 125002 (2007).
16. J. S. Green, V. M. Ovchinnikov, R. G. Evans, K. U. Akli, H. Azechi, F. N. Beg, C. Bellei, R. R. Freeman, H. Habara, R. Heathcote, M. H. Key, J. A. King, K. L. Lancaster, N. C. Lopes, T. Ma, A. J. MacKinnon, K. Markey, A. McPhee, Z. Najmudin, P. Nilson, R. Onofrei, R. Stephens, K. Takeda, K. A. Tanaka, W. Theobald, T. Tanimoto, J. Waugh, L. Van Woerkom, N. C. Woolsen, M. Zepf, J. R. Davies, and P. A. Norreys, Phys. Rev. Lett. 100, 015003 (2008).
17. M. H. Key, J. C. Adam, K. U. Akli, M. Borghesi, M. H. Chen, R. G. Evans, R. R. Freeman, H. Habara, S. P. Hatchett, J. M. Hill, A. Heron, J. A. King, R. Kodama, K. L. Lancaster, A. J. MacKinnon, P. Patel, T. Phillips, L. Romagnani, R. A. Snavely, R. Stephens, C. Stoeckl, R. Town, Y. Toyama, B. Zhang, M. Zepf, and P. A. Norreys, Phys. Plasmas 15, 022701 (2008).
18. S. P. Hatchett, C. G. Brown, T. E. Cowan, E. A. Henry, J. S. Johnson, M. H. Key, J. A. Koch, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, R. W. Lee, A. J. Mackinnon, D. M. Pennington, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. S. Singh, R. A. Snavely, M. A. Stoyer, S. C. Wilks, and K. Yasuike, Phys. Plasmas 7, 2076 (2000).
19. R. Kodama, P. A. Norreys, K. Mima, A. E. Dangor, R. G. Evans, H. Fujita, Y. Kitagawa, K. Krushelnick, T. Miyakoshi, N. Miyanaga, T. Norimatsu, S. J. Rose, T. Shozaky, K. Shigemori, A. Sunahara, M. Tampo, K. A. Tanaka, Y. Toyama, T. Yamanaka, and M. Zepf, Nature (London) 412, 798 (2001).
20. M. H. Key, M. D. Cable, T. E. Cowan, K. G. Estabrook, B. A. Hammel, S. P. Hatchett, E. A. Henry, D. E. Hinkel, J. D. Kilkenny, J. A. Koch, W. L. Kruer, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, R. W. Lee, B. J. MacGowan, A. J. MacKinnon, J. D. Moody, M. J. Moran, A. A. Offenberger, D. M. Pennington, M. D. Perry, T. J. Phillips, T. C. Sangster, S. Singh, M. A. Stoyer, M. Tabak, G. L. Tietbohl, M. Tsukamoto, K. Wharton, and S. C. Wilks, Phys. Plasmas 5, 1966 (1998).
21. R. Kodama, K. Mima, K. A. Tanaka, Y. Kitagawa, H. Fujita, K. Takahashi, A. Sunahara, K. Fujita, H. Habara, T. Jitsuno, Y. Sentoku, T. Matsushita, T. Miyakoshi, N. Miyanaga, T. Norimatsu, H. Setoguchi, T. Sonomoto, M. Tanpo, Y. Toyama, and T. Yamanaka, Phys. Plasmas 8, 2268 (2001).
22. K. A. Tanaka, R. Kodama, H. Fujita, M. Heya, N. Izumi, Y. Kato, Y. Kitagawa, K. Mima, N. Miyanaga, T. Norimatsu, A. Pukhov, A. Sunahara, K. Takahashi, M. Allen, H. Habara, T. Iwatani, T. Matusita, T. Miyakosi, M. Mori, H. Setoguchi, T. Sonomoto, M. Tanpo, S. Tohyama, H. Azuma, T. Kawasaki, T. Komeno, O. Maekawa, S. Matsuo, T. Shozaki, K. Suzuki, H. Yoshida, T. Yamanaka, Y. Sentoku, F. Weber, T. W. Barbee, and L. DaSilva, Phys. Plasmas 7, 2014 (2000).
23. J. Badziak, S. Jablonski, and J. Wolowski, Plasma Phys. Controlled Fusion 49, B651 (2007).
24. E. L. Clark, K. Krushelnick, J. R. Davies, M. Zepf, M. Tatarakis, F. N. Beg, A. Machacek, P. A. Norreys, M. I. K. Santala, I. Watts, and A. E. Dangor, Phys. Rev. Lett. 84, 670 (2000).
25. T. E. Cowan, M. Roth, J. Johnson, C. Brown, M. Christl, W. Fountain, S. P. Hatchett, E. A. Henry, A. W. Hunt, M. H. Key, A. MacKinnon, T. Parnell, D. M. Pennington, M. D. Perry, T. W. Phillips, T. C. Sangster, M. Singh, R. Snavely, M. Stoyer, Y. Takahashi, S. C. Wilks, and K. Yasuike, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 455, 130 (2000).
26. Y. Murakami, Y. Kitagawa, Y. Sentoku, M. Mori, R. Kodama, K. A. Tanaka, K. Mima, and T. Yamanaka, Phys. Plasmas 8, 4138 (2001).
27. A. Maksimchuk, S. Gu, K. Flippo, D. Umstadter, and V. Yu. Bychenkov, Phys. Rev. Lett. 84, 4108 (2000).
28. R. A. Snavely, M. H. Key, S. P. Hatchett, T. E. Cowan, M. Roth, T. W. Phillips, M. A. Stoyer, E. A. Henry, T. C. Sangster, M. S. Singh, S. C. Wilks, A. MacKinnon, A. Offenberger, D. M. Pennington, K. Yasuike, A. B. Langdon, B. F. Lasinski, J. Johnson, M. D. Perry, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 85, 2945 (2000).
29. M. Roth, E. Brambrink, P. Audebert, M. Basko, A. Blazevic, R. Clarke, J. Cobble, T. E. Cowan, J. Fernandez, J. Fuchs, M. Hegelich, K. Ledingham, B. G. Logan, D. Neely, H. Ruhl, and M. Schollmeier, Plasma Phys. Controlled Fusion 47, 841 (2005).
30. S. C. Wilks, A. B. Langdon, T. E. Cowan, M. Roth, M. Singh, S. Hatchett, M. H. Key, D. Pennington, A. MacKinnon, and R. A. Snavely, Phys. Plasmas 8, 542 (2001).
31. A. Pukhov, Phys. Rev. Lett. 86, 3562 (2001).
32. H. Ruhl, S. V. Bulanov, T. E. Cowan, T. V. Liseikina, P. Nickles, F. Pegoraro, M. Roth, and W. Sandner, Plasma Phys. Rep. 27, 387 (2001).
33. T. E. Cowan, J. Fuchs, H. Ruhl, A. Kemp, P. Audebert, M. Roth, R. Stephens, I. Barton, A. Blazevic, E. Brambrink, J. Cobble, J. Fernandez, J. C. Gauthier, M. Geissel, M. Hegelich, J. Kaae, S. Karsch, G. P. Le Sage, S. Letzring, M. Manclossi, S. Meyroneinc, A. Newkirk, H. Pepin, and N. Renard LeGalloudec, Phys. Rev. Lett. 92, 204801 (2004).
34. J. Fuchs, C. A. Cecchetti, M. Borghesi, T. Grismayer, E. d'Humieres, P. Antici, S. Atzeni, P. Mora, A. Pipah, L. Romagnani, A. Schiavi, Y. Sentoku, T. Toncian, P. Audebert, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 99, 015002 (2007).
35. B. M. Hegelich, B. J. Albright, J. Cobble, K. Flippo, S. Letzring, M. Paffett, H. Ruhl, J. Schreiber, R. K. Schulze, and J. C. Fernandez, Nature (London) 439, 441 (2006).
36. B. J. Albright, L. Yin, B. M. Hegelich, K. J. Bowers, T. J. T. Kwan, and J. C. Fernandez, Phys. Rev. Lett. 97, 115002 (2006).
37. J. Badziak, S. Jablonski, and S. Glowacz, Appl. Phys. Lett. 89, 061504 (2006).
38. L. Yin, B. J. Albright, B. M. Hegelich, K. J. Bowers, K. A. Flippo, T. J. T. Kwan, and J. C. Fernandez, Phys. Plasmas 14, 056706 (2007).
39. M. Roth, T. E. Cowan, M. H. Key, S. P. Hatchett, C. Brown, W. Fountain, J. Johnson, D. M. Pennington, R. A. Snavely, S. C. Wilks, K. Yasuike, H. Ruhl, F. Pegoraro, S. V. Bulanov, E. M. Campbell, M. D. Perry, and H. Powell, Phys. Rev. Lett. 86, 436 (2001).
40. A. Caruso and V. A. Pais, Nucl. Fusion 36, 745 (1996).
41. S. Atzeni, Phys. Plasmas 6, 3316 (1999).
42. M. Temporal, S. Atzeni, and J. J. Honrubia, Europhys. Conf. Abstr. 25A, 73 (2001).
43. M. Temporal, J. J. Honrubia, and S. Atzeni, Phys. Plasmas 9, 3098 (2002).
44. S. Atzeni, M. Temporal, and J. J. Honrubia, Nucl. Fusion 42, L1 (2002).
45. R. Ramis and J. Ramirez, Nucl. Fusion 44, 720 (2004).
46. M. Temporal, Phys. Plasmas 13, 122704 (2006).
47. R. Betti, A. A. Solodov, J. A. Delettrez, and C. Zhou, Phys. Plasmas 13, 100703 (2006).
48. S. Atzeni, A. Schiavi, and C. Bellei, Phys. Plasmas 14, 052702 (2007).
49. J. J. Honrubia and J. Meyer-ter-Vehn, "Ignition of pre-compressed fusion targets by fast electrons," in Conference Proceeding of IFSA, Kobe, 2007, J. Phys.: Conf. Ser. (to be published).
50. S. Atzeni, Comput. Phys. Commun. 43, 107 (1986).
51. S. Atzeni, A. Schiavi, F. Califano, F. Cattani, F. Cornolti, D. del Sarto, T. Liseykina, A. Macchi, and F. Pegoraro, Comput. Phys. Commun. 0010-4655 10.1016/j.cpc.2005.03.036 169, 153 (2005), and references therein; S. Atzeni and M. L. Ciampi, Nucl. Fusion 37, 1665 (1997).
52. S. Atzeni and M. Tabak, Plasma Phys. Controlled Fusion 47, B769 (2005).
53. S. Hatchett, M. Tabak, R. Turner, and R. Stephens, Europhys. Conf. Abstr. 25A, 33 (2001).
54. M. Herrmann, S. Hatchett, and M. Tabak, Bull. Am. Phys. Soc. 46, 106 (2001).