Scattering of carbon ions in the material of the protective membrane of a fast ignition, indirect compression target without cone

Abstract

It is shown that scattering of the laser-accelerated carbon ions in the material of the protective membrane of a fast ignition, indirect compression target without cone can result in a significant increase in the hot spot radius and will complicate significantly or even prevent the effective shaping of the bombarded region of the compressed fuel.

Ion beam requirements for fast ignition of inertial fusion targets

“…For instance, in the case with a gold cone tip of Fig. 7a, the beam radius increases by around 8 µm, which is of the same order than that obtained by Key et al [27] by means of the Moliere's multiple scattering theory (which provides the scattering angle in solid matter, being a lower limit in plasmas [50]). Moliere's theory gives a 3.7 • scattering angle for monoenergetic protons with energy (3/2)T p = 10.5 MeV when traversing a 25 µm solid gold foil.…”

“…In addition to the initial ion beam divergence at the ion-generation foil, ions are scattered when passing through the cone tip, increasing its divergence [50]. The effect of the cone tip material on the proton beam energy deposition is analyzed in Fig.…”

Ion acceleration by superintense laser-plasma interaction

“…Ion beam therapy has proven to be effective and advantageous in a number of tumours and several clinical Ramis and Ramrez (2004); Shmatov (2003Shmatov ( , 2008Shmatov ( , 2011 The use of energetic protons in radiology was first proposed by Wilson (1946) and demonstrated by Lawrence (1957). Recent reviews on the state of the art in ion beam therapy are given, e.g., by Amaldi and Kraft (2005); Schardt et al (2010); and Smith (2009).…”

К Вопросу Об Ускорении Термоядерных Мишеней Быстрого Зажигания С Двумя Конусами

“…Нагрев сжатого горючего через конус был предложен в работе [32]. Некоторые ожидаемые преимущества мишеней с конусом над мишенями без конуса с точки зрения эффективности инициирования микровзрыва в ситуациях, когда приблизительно одинаковые сценарии могут быть реализованы и с конусом, и без него, рассмотрены в работах [28,29,[34][35][36][37] и далее. Мишень с двумя конусами была предложена в работе [38].…”

“…Обсуждалось создание двух " горячих пятен" в одном сгустке сжатого горючего как с использованием одинаковых конусов [31,[38][39][40], так и без их использования [41][42][43][44]. Одно из преимуществ мишеней с конусами связано с возможностью создания кольцеобразных " горячих пятен" при нагреве горючего ионами, ускоренными лазерным излучением [37], что интересно, в первую очередь, как способ минимизации энергии, необходимой для формирования " горячего пятна" [27]. Кроме того, создание двух кольцеобразных " горячих пятен" может привести к генерации сходящейся ударной волны, создающей третье " горячее пятно", что, в свою очередь, приведет к высокой эффективности выгорания горючего [31].…”