The effects of target mounts in direct-drive implosions on OMEGA
Phys. Plasmas 16, 082701 (2009); doi:10.1063/1.3195065
Published 10 August 2009
You are not logged in to this journal. Log in
The effects of two types of target mounts, stalks and spider silks, on the implosion of both room-temperature D2-gas-filled shells and cryogenic D2-ice-filled shells have been studied both experimentally and by means of two-dimensional simulations. The simulations indicate that the hydrodynamic effect of the expanding plasma created by the ablation of material from the target mounts and refraction of laser light by this plasma induce perturbations in the imploding shell that are damaging to the implosion. The spider silks are the more-damaging type of mount since the silks (typically four) are arrayed over the target surface, whereas the stalk (typically one) meets the target at a single point. Stalks are therefore preferred over silks as a target mount. The scale and magnitude of the perturbations induced by the spider silks have been verified by planar-target experiments performed on the OMEGA laser [T. R. Boehly, D. L. Brown, R. S. Craxton et al., Opt. Commun. 133, 495 (1995)]. The perturbations predicted by simulations to arise from stalks qualitatively agree with the results of implosion experiments using Ti-doped plastic shells.
©2009 American Institute of Physics
| History: | Received 8 May 2009; accepted 14 July 2009; published 10 August 2009 |
| Permalink: |
http://link.aip.org/link/?PHPAEN/16/082701/1 |
KEYWORDS and PACS
RELATED DATABASES
PUBLICATION DATA
1070-664X (print)
1089-7674 (online)
REFERENCES (51)
For access to fully linked references, you need to log in.
For access to fully linked references, you need to Log in.
- R. L. McCrory, J. M. Soures, C. P. Verdon, F. J. Marshall, S. A. Letzring, S. Skupsky, T. J. Kessler, R. L. Kremens, J. P. Knauer, H. Kim, J. A. Delettrez, R. L. Keck, and D. K. Bradley,
Nature (London) 335, 225 (1988) . - S. W. Haan, S. M. Pollaine, J. D. Lindl, L. J. Suter, R. L. Berger, L. V. Powers, W. E. Alley, P. A. Amendt, J. A. Futterman, W. K. Levedahl, M. D. Rosen, D. P. Rowley, R. A. Sacks, A. I. Shestakov, G. L. Strobel, M. Tabak, S. V. Weber, G. B. Zimmerman, Phys. Plasmas 2, 2480 (1995).
- T. R. Boehly, D. L. Brown, R. S. Craxton, R. L. Keck, J. P. Knauer, J. H. Kelly, T. J. Kessler, S. A. Kumpan, S. J. Loucks, S. A. Letzring, F. J. Marshall, R. L. McCrory, S. F. B. Morse, W. Seka, J. M. Soures, and C. P. Verdon,
Opt. Commun. 133, 495 (1997) . - R. L. McCrory, S. P. Regan, S. J. Loucks, D. D. Meyerhofer, S. Skupsky, R. Betti, T. R. Boehly, R. S. Craxton, T. J. B. Collins, J. A. Delettrez, D. Edgell, R. Epstein, K. A. Fletcher, C. Freeman, J. A. Frenje, V. Yu. Glebov, V. N. Goncharov, D. R. Harding, I. V. Igumenshchev, R. L. Keck, J. D. Kilkenny, J. P. Knauer, C. K. Li, J. Marciante, J. A. Marozas, A. V. Maximov, P. W. McKenty, J. Myatt, S. Padalino, R. D. Petrasso, P. B. Radha, T. C. Sangster, F. H. Seguin, W. Seka, V. A. Smalyuk, J. M. Soures, C. Stoeckl, B. Yaakobi, and J. D. Zuegel,
Nucl. Fusion 45, S283 (2005) . - S. Chandrasekhar, Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability (Clarendon, Oxford, 1961).
- V. N. Goncharov, P. McKenty, S. Skupsky, R. Betti, R. L. McCrory, and C. Cherfils-Clérouin, Phys. Plasmas 7, 5118 (2000).
- P. W. McKenty, V. N. Goncharov, R. P. J. Town, S. Skupsky, R. Betti, and R. L. McCrory, Phys. Plasmas 8, 2315 (2001).
- F. J. Marshall, J. A. Delettrez, R. Epstein, R. Forties, R. L. Keck, J. H. Kelly, P. W. McKenty, S. P. Regan, and L. J. Waxer, Phys. Plasmas 11, 251 (2004).
- V. A. Smalyuk, V. N. Goncharov, J. A. Delettrez, F. J. Marshall, D. D. Meyerhofer, S. P. Regan, and B. Yaakobi, Phys. Rev. Lett. 87, 155002 (2001).
- F. J. Marshall, R. S. Craxton, M. J. Bonino, R. Epstein, V. Yu. Glebov, D. Jacobs-Perkins, J. P. Knauer, J. A. Marozas, P. W. McKenty, S. G. Noyes, P. B. Radha, W. Seka, S. Skupsky, and V. A. Smalyuk,
J. Phys. IV 133, 153 (2006) . - J. Edwards, M. Marinak, T. Dittrich, S. Haan, J. Sanchez, J. Klingmann, and J. Moody, Phys. Plasmas 12, 056318 (2005).
- G. R. Bennett, M. C. Herrmann, M. J. Edwards, B. K. Spears, C. A. Back, E. W. Breden, P. J. Christenson, M. E. Cuneo, K. L. Dannenburg, C. Frederick, K. L. Keller, T. D. Mulville, A. Nikroo, K. Peterson, J. L. Porter, C. O. Russell, D. B. Sinars, I. C. Smith, R. M. Stamm, and R. A. Vesey, Phys. Rev. Lett. 99, 205003 (2007).
- J. D. Lindl, Inertial Confinement Fusion (Springer, New York, 1998).
- P. W. McKenty, T. C. Sangster, M. Alexander, R. Betti, R. S. Craxton, J. A. Delettrez, L. Elasky, R. Epstein, A. Frank, V. Yu. Glebov, V. N. Goncharov, D. R. Harding, S. Jin, J. P. Knauer, R. L. Keck, S. J. Loucks, L. D. Lund, R. L. McCrory, F. J. Marshall, D. D. Meyerhofer, S. P. Regan, P. B. Radha, S. Roberts, W. Seka, S. Skupsky, V. A. Smalyuk, J. M. Soures, K. A. Thorp, M. Wozniak, J. A. Frenje, C. K. Li, R. D. Petrasso, F. H. Séguin, K. A. Fletcher, S. Padalino, C. Freeman, N. Izumi, J. A. Koch, R. A. Lerche, M. J. Moran, T. W. Phillips, G. J. Schmid, and C. Sorce, Phys. Plasmas 11, 2790 (2004).
- F. J. Marshall, R. S. Craxton, J. A. Delettrez, D. H. Edgell, L. M. Elasky, R. Epstein, V. Yu. Glebov, V. N. Goncharov, D. R. Harding, R. Janezic, R. L. Keck, J. D. Kilkenny, J. P. Knauer, S. J. Loucks, L. D. Lund, R. L. McCrory, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, P. B. Radha, S. P. Regan, T. C. Sangster, W. Seka, V. A. Smalyuk, J. M. Soures, C. Stoeckl, S. Skupsky, J. A. Frenje, C. K. Li, R. D. Petrasso, and F. H. Séguin, Phys. Plasmas 12, 056302 (2005).
- T. C. Sangster, R. Betti, R. S. Craxton, J. A. Delettrez, D. H. Edgell, L. M. Elasky, V. Yu. Glebov, V. N. Goncharov, D. R. Harding, D. Jacobs-Perkins, R. Janezic, R. L. Keck, J. P. Knauer, S. J. Loucks, L. D. Lund, F. J. Marshall, R. L. McCrory, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, P. B. Radha, S. P. Regan, W. Seka, W. T. Shmayda, S. Skupsky, V. A. Smalyuk, J. M. Soures, C. Stoeckl, B. Yaakobi, J. A. Frenje, C. K. Li, R. D. Petrasso, and F. H. Séguin, Phys. Plasmas 14, 058101 (2007).
- S. Skupsky and R. S. Craxton, Phys. Plasmas 6, 2157 (1999).
- Y. Lin, T. J. Kessler, and G. N. Lawrence,
Opt. Lett. 21, 1703 (1996) . - M. J. Bonino, “Material Properties of Spider Silk,” M.S. thesis, University of Rochester, Rochester, NY, 2003.
- S. E. Bodner, D. G. Colombant, J. H. Gardner, R. H. Lehmberg, S. P. Obenschain, L. Phillips, A. J. Schmitt, J. D. Sethian, R. L. McCrory, W. Seka, C. P. Verdon, J. P. Knauer, B. B. Afeyan, and H. T. Powell, Phys. Plasmas 5, 1901 (1998).
- R. Betti, V. N. Goncharov, R. L. McCrory, and C. P. Verdon, Phys. Plasmas 5, 1446 (1998).
- J. Delettrez, R. Epstein, M. C. Richardson, P. A. Jaanimagi, and B. L. Henke, Phys. Rev. A 36, 3926 (1987)
- V. A. Smalyuk, T. R. Boehly, L. S. Iwan, T. J. Kessler, J. P. Knauer, F. J. Marshall, D. D. Meyerhofer, C. Stoeckl, and D. K. Bradley, Rev. Sci. Instrum. 72, 635 (2001).
- V. A. Smalyuk, O. Sadot, J. A. Delettrez, D. D. Meyerhofer, S. P. Regan, and T. C. Sangster, Phys. Rev. Lett. 95, 215001 (2005).
- R. A. Forties and F. J. Marshall, Rev. Sci. Instrum. 76, 073505 (2005).
- S. P. Regan, J. A. Marozas, J. H. Kelly, T. R. Boehly, W. R. Donaldson, P. A. Jaanimagi, R. L. Keck, T. J. Kessler, D. D. Meyerhofer, W. Seka, S. Skupsky, and V. A. Smalyuk,
J. Opt. Soc. Am. B 17, 1483 (2000)
S. P. Regan, J. A. Marozas, R. S. Craxton, J. H. Kelly, W. R. Donaldson, P. A. Jaanimagi, D. Jacobs-Perkins, R. L. Keck, T. J. Kessler, D. D. Meyerhofer, T. C. Sangster, W. Seka, V. A. Smalyuk, S. Skupsky, and J. D. Zuegel, - J. J. MacFarlane, I. E. Golovkin, P. Wang, P. R. Woodruff, and N. A. Pereyra,
High Energy Density Phys. 3, 181 (2007) . - F. J. Marshall, T. Ohki, D. McInnis, Z. Ninkov, and J. Corbone, Rev. Sci. Instrum. 72, 713 (2001).
- S. X. Hu, P. B. Radha, J. A. Marozas, R. Betti, T. J. B. Collins, R. S. Craxton, J. A. Delettrez, D. H. Edgell, R. Epstein, V. N. Goncharov, I. V. Igumenshchev, F. J. Marshall, R. L. McCrory, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, S. P. Regan, T. C. Sangster, S. Skupsky, V. A. Smalyuk, and D. Shvarts, Laboratory for Laser Energetics LLE Review (Laboratory for Laser Energetics, Rochester, 2008), Vol. 116, p. 172.
- V. A. Smalyuk, J. A. Delettrez, V. N. Goncharov, F. J. Marshall, D. D. Meyerhofer, S. P. Regan, T. C. Sangster, R. P. J. Town, and B. Yaakobi, Phys. Plasmas 9, 2738 (2002).
- B. Yaakobi, V. A. Smalyuk, J. A. Delettrez, F. J. Marshall, D. D. Meyerhofer, and W. Seka, Phys. Plasmas 7, 3727 (2000).
- N. Izumi, D. Callahan, R. Cook, J. Edwards, S. Haan, J. Klingmann, J. Koch, O. Landen, S. Langer, S. Letts, R. Seugling, B. Spears, C. Sorce, R. Turner, and R. Wallace, Bull. Am. Phys. Soc. 50, 112 (2005).
- S. Skupsky, R. W. Short, T. Kessler, R. S. Craxton, S. Letzring, and J. M. Soures, J. Appl. Phys. 66, 3456 (1989).
- D. D. Meyerhofer, J. A. Delettrez, R. Epstein, V. Yu. Glebov, V. N. Goncharov, R. L. Keck, R. L. McCrory, P. W. McKenty, F. J. Marshall, P. B. Radha, S. P. Regan, S. Roberts, W. Seka, S. Skupsky, V. A. Smalyuk, C. Sorce, C. Stoeckl, J. M. Soures, R. P. J. Town, B. Yaakobi, J. D. Zuegel, J. Frenje, C. K. Li, R. D. Petrasso, D. G. Hicks, F. H. Séguin, K. Fletcher, S. Padalino, M. R. Freeman, N. Izumi, R. Lerche, T. W. Phillips, and T. C. Sangster, Phys. Plasmas 8, 2251 (2001).
- F. J. Marshall and Q. Su, Rev. Sci. Instrum. 66, 725 (1995).
- R. L. McCrory, D. D. Meyerhofer, R. Betti, R. S. Craxton, J. A. Delettrez, D. H. Edgell, V. Yu. Glebov, V. N. Goncharov, D. R. Harding, D. W. Jacobs-Perkins, J. P. Knauer, F. J. Marshall, P. W. McKenty, P. B. Radha, S. P. Regan, T. C. Sangster, W. Seka, R. W. Short, S. Skupsky, V. A. Smalyuk, J. M. Soures, C. Stoeckl, B. Yaakobi, D. Shvarts, J. A. Frenje, C. K. Li, R. D. Petrasso, and F. H. Sgui, Phys. Plasmas 15, 055503 (2008).
- V. N. Goncharov, T. C. Sangster, P. B. Radha, R. Betti, T. R. Boehly, T. J. B. Collins, R. S. Craxton, J. A. Delettrez, R. Epstein, V. Yu. Glebov, S. X. Hu, I. V. Igumenshchev, J. P. Knauer, S. J. Loucks, J. A. Marozas, F. J. Marshall, R. L. McCrory, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, S. P. Regan, W. Seka, S. Skupsky, V. A. Smalyuk, J. M. Soures, C. Stoeckl, D. Shvarts, J. A. Frenje, R. D. Petrasso, C. K. Li, F. Seguin, W. Manheimer, and D. G. Colombant, Phys. Plasmas 15, 056310 (2008).
- The compression is not strictly adiabatic because of the loss of a fraction of the hot spot energy to heating and ablation of the inner surface of the imploding shell. However, this energy is returned to the hot spot with the ablated plasma.
- D. Keller, T. J. B. Collins, J. A. Delettrez, P. W. McKenty, P. B. Radha, B. Whitney, and G. A. Moses, Bull. Am. Phys. Soc. 44, 37 (1999).
- P. B. Radha, V. N. Goncharov, T. J. B. Collins, J. A. Delettrez, Y. Elbaz, V. Yu. Glebov, R. L. Keck, D. E. Keller, J. P. Knauer, J. A. Marozas, F. J. Marshall, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, S. P. Regan, T. C. Sangster, D. Shvarts, S. Skupsky, Y. Srebro, R. P. J. Town, and C. Stoeckl, Phys. Plasmas 12, 032702 (2005).
- E. J. Caramana, M. J. Shashkov, and P. P. Whalen,
J. Comput. Phys. 144, 70 (1998) . - P. Colella and P. R. Woodward,
J. Comput. Phys. 54, 174 (1984) . - E. F. Toro, Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics (Springer, New York, 1999).
- C. B. Laney, Computational Gas Dynamics (Cambridge University Press, Cambridge, 1998), pp. 574–577.
- P. Colella and H. M. Glaz,
J. Comput. Phys. 59, 264 (1985) . - W. L. Kruer, in The Physics of Laser Plasma Interactions, Frontiers in Physics, edited by D. Pines (Addison-Wesley, Redwood City, 1988), Vol. 73, pp. 39–43.
- J. A. Marozas, P. B. Radha, T. J. B. Collins, P. W. McKenty, and S. Skupsky, Bull. Am. Phys. Soc. 49, 180 (2004).
- L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Physical Kinetics (Pergamon, New York, 1981), pp. 124–127.
- R. S. Craxton and R. L. McCrory, J. Appl. Phys. 56, 108 (1984).
- A. Shvydky, D. Keller, J. A. Marozas, P. W. McKenty, and S. Skupsky, Bull. Am. Phys. Soc. 52, 233 (2007).
- A dash in this column means that the corresponding 1D model was not simulated.








