Yield and compression trends and reproducibility at NIF

被引：31

作者：

Landen, O. L. ^{[1
]}

Casey, D. T. ^{[1
]}

DiNicola, J. M. ^{[1
]}

Doeppner, T. ^{[1
]}

Hartouni, E. P. ^{[1
]}

Hinkel, D. E. ^{[1
]}

Hopkins, L. F. Berzak ^{[1
]}

Hohenberger, M. ^{[1
]}

Kritcher, A. L. ^{[1
]}

LePape, S. ^{[2
]}

MacGowan, B. J. ^{[1
]}

Maclaren, S. ^{[1
]}

Meaney, K. D. ^{[3
]}

Millot, M. ^{[1
]}

Patel, P. K. ^{[1
]}

Park, J. ^{[1
]}

Pickworth, L. A. ^{[1
]}

Robey, H. F. ^{[1
]}

Ross, J. S. ^{[1
]}

Yang, S. T. ^{[1
]}

Zylstra, A. B. ^{[1
]}

Baker, K. L. ^{[1
]}

Callahan, D. A. ^{[1
]}

Celliers, P. M. ^{[1
]}

Edwards, M. J. ^{[1
]}

Hurricane, O. A. ^{[1
]}

Lindl, J. D. ^{[1
]}

Moody, J. D. ^{[1
]}

Ralph, J. ^{[1
]}

Smalyuk, V. A. ^{[1
]}

Thomas, C. A. ^{[3
]}

Van Wonterghem, B. M. ^{[1
]}

Weber, C. R. ^{[1
,4
]}

机构：

[1] Lawrence Livermore Natl Lab, Livermore, CA 94550 USA

[2] Ecole Polytech, Palaiseau, France

[3] Los Alamos Natl Lab, Los Alamos, NM USA

[4] Lab Laser Energet, Brighton, NY USA

来源：

HIGH ENERGY DENSITY PHYSICS | 2020年 / 36卷

关键词：

D O I：

10.1016/j.hedp.2020.100755

中图分类号：

O35 [流体力学]; O53 [等离子体物理学];

学科分类号：

070204 ; 080103 ; 080704 ;

摘要：

The yield and fuel compression trends for the NIF indirect-drive cryogenically-layered DT implosions is empirically examined across all ablators (CH, C and Be) and design in-flight adiabats between 1.5 and 3. Higher compression is observed for a lower design adiabat. Within a design adiabat, compression increases for shorter coast implosions but only if have optimized shock timing. The sensitivity of compression to coast time appears less for higher adiabat designs. Across all designs and ablators, the best DT neutron yields follow the same 1D theoretical curve versus peak velocity, but only if normalize by capsule scale rather than fuel mass and thickness. Shots with reduced yields can be explained by having long coast time, high hot spot mix or know capsule imperfections. Repeat "Standard Candle" shock timing and gas implosions, and DT layered implosions normalized for scale and velocity, reveal adequate reproducibility in shock timing, implosion drive symmetry, compression and yield for the majority of shots. The level of reproducibility is also consistent with known uncertainties and imperfections in initial laser and capsule parameters and outputs. We thus conclude there is no evidence of a significant random unknown variable in these NIF implosions. The scaled yield reproducibility is such that the effect of design improvements increasing yield on any given shot by at least 40% can be deemed statistically significant.

引用

页数：11

共 66 条

[1] Probing the seeding of hydrodynamic instabilities from nonuniformities in ablator materials using 2D velocimetry [J].

Ali, S. J. ;

Celliers, P. M. ;

Haan, S. ;

Boehly, T. R. ;

Whiting, N. ;

Baxamusa, S. H. ;

Reynolds, H. ;

Johnson, M. A. ;

Hughes, J. D. ;

Watson, B. ;

Huang, H. ;

Biener, J. ;

Engelhorn, K. ;

Smalyuk, V. A. ;

Landen, O. L. .

PHYSICS OF PLASMAS, 2018, 25 (09)

[2] Experimental investigation of bright spots in broadband, gated x-ray images of ignition-scale implosions on the National Ignition Facility [J].

Barrios, M. A. ;

Regan, S. P. ;

Suter, L. J. ;

Glenn, S. ;

Benedetti, L. R. ;

Bradley, D. K. ;

Collins, G. W. ;

Epstein, R. ;

Hammel, B. A. ;

Kyrala, G. A. ;

Izumi, N. ;

Ma, T. ;

Scott, H. ;

Smalyuk, V. A. .

PHYSICS OF PLASMAS, 2013, 20 (07)

[3] Alpha Heating and Burning Plasmas in Inertial Confinement Fusion [J].

Betti, R. ;

Christopherson, A. R. ;

Spears, B. K. ;

Nora, R. ;

Bose, A. ;

Howard, J. ;

Woo, K. M. ;

Edwards, M. J. ;

Sanz, J. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 114 (25)

[4] Thermonuclear ignition in inertial confinement fusion and comparison with magnetic confinement [J].

Betti, R. ;

Chang, P. Y. ;

Spears, B. K. ;

Anderson, K. S. ;

Edwards, J. ;

Fatenejad, M. ;

Lindl, J. D. ;

McCrory, R. L. ;

Nora, R. ;

Shvarts, D. .

PHYSICS OF PLASMAS, 2010, 17 (05)

[5] Exploring the limits of case-to-capsule ratio, pulse length, and picket energy for symmetric hohlraum drive on the National Ignition Facility Laser [J].

Callahan, D. A. ;

Hurricane, O. A. ;

Ralph, J. E. ;

Thomas, C. A. ;

Baker, K. L. ;

Benedetti, L. R. ;

Hopkins, L. F. Berzak ;

Casey, D. T. ;

Chapman, T. ;

Czajka, C. E. ;

Dewald, E. L. ;

Divol, L. ;

Doppner, T. ;

Hinkel, D. E. ;

Hohenberger, M. ;

Jarrott, L. C. ;

Khan, S. F. ;

Kritcher, A. L. ;

Landen, O. L. ;

LePape, S. ;

MacLaren, S. A. ;

Masse, L. P. ;

Meezan, N. B. ;

Pak, A. E. ;

Salmonson, J. D. ;

Woods, D. T. ;

Izumi, N. ;

Ma, T. ;

Mariscal, D. A. ;

Nagel, S. R. ;

Kline, J. L. ;

Kyrala, G. A. ;

Loomis, E. N. ;

Yi, S. A. ;

Zylstra, A. B. ;

Batha, S. H. .

PHYSICS OF PLASMAS, 2018, 25 (05)

[6] Higher velocity, high-foot implosions on the National Ignition Facility laser [J].

Callahan, D. A. ;

Hurricane, O. A. ;

Hinkel, D. E. ;

Doeppner, T. ;

Ma, T. ;

Park, H. -S. ;

Garcia, M. A. Barrios ;

Hopkins, L. F. Berzak ;

Casey, D. T. ;

Cerjan, C. J. ;

Dewald, E. L. ;

Dittrich, T. R. ;

Edwards, M. J. ;

Haan, S. W. ;

Hamza, A. V. ;

Kline, J. L. ;

Knauer, J. P. ;

Kritcher, A. L. ;

Landen, O. L. ;

LePape, S. ;

MacPhee, A. G. ;

Milovich, J. L. ;

Nikroo, A. ;

Pak, A. E. ;

Patel, P. K. ;

Rygg, J. R. ;

Ralph, J. E. ;

Salmonson, J. D. ;

Spears, B. K. ;

Springer, P. T. ;

Tommasini, R. ;

Benedetti, L. R. ;

Bionta, R. M. ;

Bond, E. J. ;

Bradley, D. K. ;

Caggiano, J. A. ;

Field, J. E. ;

Fittinghoff, D. N. ;

Frenje, J. ;

Johnson, M. Gatu ;

Grim, G. P. ;

Hatarik, R. ;

Merrill, F. E. ;

Nagel, S. R. ;

Izumi, N. ;

Khan, S. F. ;

Town, R. P. J. ;

Sayre, D. B. ;

Volegov, P. ;

Wilde, C. H. .

PHYSICS OF PLASMAS, 2015, 22 (05)

[7] The high velocity, high adiabat, "Bigfoot" campaign and tests of indirect-drive implosion scaling [J].

Casey, D. T. ;

Thomas, C. A. ;

Baker, K. L. ;

Spears, B. K. ;

Hohenberger, M. ;

Khan, S. F. ;

Nora, R. C. ;

Weber, C. R. ;

Woods, D. T. ;

Hurricane, O. A. ;

Callahan, D. A. ;

Berger, R. L. ;

Milovich, J. L. ;

Patel, P. K. ;

Ma, T. ;

Pak, A. ;

Benedetti, L. R. ;

Millot, M. ;

Jarrott, C. ;

Landen, O. L. ;

Bionta, R. M. ;

MacGowan, B. J. ;

Strozzi, D. J. ;

Stadermann, M. ;

Biener, J. ;

Nikroo, A. ;

Goyon, C. S. ;

Izumi, N. ;

Nagel, S. R. ;

Bachmann, B. ;

Volegov, P. L. ;

Fittinghoff, D. N. ;

Grim, G. P. ;

Yeamans, C. B. ;

Johnson, M. Gatu ;

Frenje, J. A. ;

Rice, N. ;

Kong, C. ;

Crippen, J. ;

Jaquez, J. ;

Kangas, K. ;

Wild, C. .

PHYSICS OF PLASMAS, 2018, 25 (05)

[8] Improved Performance of High Areal Density Indirect Drive Implosions at the National Ignition Facility using a Four-Shock Adiabat Shaped Drive [J].

Casey, D. T. ;

Milovich, J. L. ;

Smalyuk, V. A. ;

Clark, D. S. ;

Robey, H. F. ;

Pak, A. ;

MacPhee, A. G. ;

Baker, K. L. ;

Weber, C. R. ;

Ma, T. ;

Park, H-S. ;

Doeppner, T. ;

Callahan, D. A. ;

Haan, S. W. ;

Patel, P. K. ;

Peterson, J. L. ;

Hoover, D. ;

Nikroo, A. ;

Yeamans, C. B. ;

Merrill, F. E. ;

Volegov, P. L. ;

Fittinghoff, D. N. ;

Grim, G. P. ;

Edwards, M. J. ;

Landen, O. L. ;

Lafortune, K. N. ;

MacGowan, B. J. ;

Widmayer, C. C. ;

Sayre, D. B. ;

Hatarik, R. ;

Bond, E. J. ;

Nagel, S. R. ;

Benedetti, L. R. ;

Izumi, N. ;

Khan, S. ;

Bachmann, B. ;

Spears, B. K. ;

Cerjan, C. J. ;

Johnson, M. Gatu ;

Frenje, J. A. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (10)

[9] Development of the CD Symcap platform to study gas-shell mix in implosions at the National Ignition Facility [J].

Casey, D. T. ;

Smalyuk, V. A. ;

Tipton, R. E. ;

Pino, J. E. ;

Grim, G. P. ;

Remington, B. A. ;

Rowley, D. P. ;

Weber, S. V. ;

Barrios, M. ;

Benedetti, L. R. ;

Bleuel, D. L. ;

Bond, E. J. ;

Bradley, D. K. ;

Caggiano, J. A. ;

Callahan, D. A. ;

Cerjan, C. J. ;

Chen, K. C. ;

Edgell, D. H. ;

Edwards, M. J. ;

Fittinghoff, D. ;

Frenje, J. A. ;

Gatu-Johnson, M. ;

Glebov, V. Y. ;

Glenn, S. ;

Guler, N. ;

Haan, S. W. ;

Hamza, A. ;

Hatarik, R. ;

Herrmann, H. W. ;

Hoover, D. ;

Hsing, W. W. ;

Izumi, N. ;

Kervin, P. ;

Khan, S. ;

Kilkenny, J. D. ;

Kline, J. ;

Knauer, J. ;

Kyrala, G. ;

Landen, O. L. ;

Ma, T. ;

MacPhee, A. G. ;

McNaney, J. M. ;

Mintz, M. ;

Moore, A. ;

Nikroo, A. ;

Pak, A. ;

Parham, T. ;

Petrasso, R. ;

Rinderknecht, H. G. ;

Sayre, D. B. .

PHYSICS OF PLASMAS, 2014, 21 (09)

[10] A high-resolution two-dimensional imaging velocimeter [J].

Celliers, P. M. ;

Erskine, D. J. ;

Sorce, C. M. ;

Braun, D. G. ;

Landen, O. L. ;

Collins, G. W. .

REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 2010, 81 (03)

← 1 2 3 4 5 6 7 →