We present a simple model to scope out parameter space for indirect-drive, inertial confinement fusion designs for the National Ignition Facility laser. Because the parameter space is large, simple models can be used to identify regions of parameter space for further study with more sophisticated models and experiments. We include a model for Hohlraum radiation drive and symmetry—both based on empirical scalings from the data. The model for radiation drive is based on assuming that the high atomic number (Z) Hohlraum wall dominates the energy balance during the high power, peak of the pulse ( ≳300 TW). We find that the time-dependent radiation drive flux can be described by the running integral of the laser energy divided by the Hohlraum area multiplied by constant slopes in two distinct time periods. The first period is when the laser power rises rapidly, so the radiation temperature increases due to changes in laser power and wall albedo. The second period is during peak power—here, the laser power is typically held constant—so, the radiation temperature increases only due to changes in the wall albedo. This model is applied to several NIF designs with different Hohlraum sizes, laser pulse length durations, and peak powers and energies. Drive and symmetry models can be combined to find regions of parameter space that have high capsule absorbed energy while maintaining a symmetric implosion. We propose a new metric for evaluating designs based on minimizing the radius at which the maximum implosion kinetic energy is achieved.

中文翻译：

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在 NIF 上为间接驱动设计确定参数空间的简单模型

我们提出了一个简单的模型来确定国家点火设施激光器的间接驱动惯性约束聚变设计的参数空间。由于参数空间很大，因此可以使用简单的模型来识别参数空间的区域，以便使用更复杂的模型和实验进行进一步研究。我们包括一个 Hohlraum 辐射驱动和对称性模型——两者都基于数据的经验缩放。辐射驱动模型基于假设高原子序数 (Z) 空腔壁在高功率、脉冲峰值 (≳300 TW) 期间主导能量平衡。我们发现随时间变化的辐射驱动通量可以通过激光能量除以 Hohlraum 面积乘以两个不同时间段内的恒定斜率的运行积分来描述。第一个时期是激光功率快速上升时，由于激光功率和壁面反照率的变化，辐射温度升高。第二个阶段是在峰值功率期间——这里，激光功率通常保持不变——因此，辐射温度仅由于壁反射率的变化而增加。该模型适用于具有不同 Hohlraum 尺寸、激光脉冲长度持续时间以及峰值功率和能量的多种 NIF 设计。驱动模型和对称模型可以结合起来，以找到具有高胶囊吸收能量同时保持对称内爆的参数空间区域。我们提出了一种基于最小化实现最大内爆动能的半径来评估设计的新指标。第二个阶段是在峰值功率期间——这里，激光功率通常保持不变——因此，辐射温度仅由于壁反射率的变化而增加。该模型应用于具有不同 Hohlraum 尺寸、激光脉冲长度持续时间以及峰值功率和能量的多种 NIF 设计。驱动模型和对称模型可以结合起来，以找到具有高胶囊吸收能量同时保持对称内爆的参数空间区域。我们提出了一种基于最小化实现最大内爆动能的半径来评估设计的新指标。第二个阶段是在峰值功率期间——这里，激光功率通常保持不变——因此，辐射温度仅由于壁反射率的变化而增加。该模型应用于具有不同 Hohlraum 尺寸、激光脉冲长度持续时间以及峰值功率和能量的多种 NIF 设计。驱动模型和对称模型可以结合起来，以找到具有高胶囊吸收能量同时保持对称内爆的参数空间区域。我们提出了一种基于最小化实现最大内爆动能的半径来评估设计的新指标。以及峰值功率和能量。驱动模型和对称模型可以结合起来，以找到具有高胶囊吸收能量同时保持对称内爆的参数空间区域。我们提出了一种基于最小化实现最大内爆动能的半径来评估设计的新指标。以及峰值功率和能量。驱动模型和对称模型可以结合起来，以找到具有高胶囊吸收能量同时保持对称内爆的参数空间区域。我们提出了一种基于最小化实现最大内爆动能的半径来评估设计的新指标。