For indirect drive inertial confinement fusion, Beryllium (Be) ablators offer a number of important advantages as compared with other ablator materials, e.g., plastic and high density carbon. In particular, the low opacity and relatively high density of Be lead to higher rocket efficiencies giving a higher fuel implosion velocity for a given X-ray drive; and to higher ablation velocities providing more ablative stabilization and reducing the effect of hydrodynamic instabilities on the implosion performance. Be ablator advantages provide a larger target design optimization space and can significantly improve the National Ignition Facility (NIF) [J. D. Lindl et al., Phys. Plasmas 11, 339 (2004)] ignition margin. Herein, we summarize the Be advantages, briefly review NIF Be target history, and present a modern, optimized, low adiabat, Revision 6 NIF Be target design. This design takes advantage of knowledge gained from recent NIF experiments, including more realistic levels of laser-plasma energy backscatter, degraded hohlraum-capsule coupling, and the presence of cross-beam energy transfer.

1.
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
).
2.
E. I.
Moses
,
R. N.
Boyd
,
B. A.
Remington
,
C. J.
Keane
, and
R.
Al-Ayat
,
Phys. Plasmas
16
,
041006
(
2009
).
3.
Proceedings of the Science of Fusion Ignition on NIF Workshop
, edited by
W.
Goldstein
and
R.
Rosner
, (
Lawrence Livermore National Security
,
LLC, San Ramon, CA
,
2012
), Paper No. LLNL-TR-570412;
W. L.
Kruer
in
Laser-Plasma Interactions and Applications
, edited by
P.
McKenna
 et al (
Scottish Graduate Series
,
Springer, Switzerland
,
2013
).
4.
D. C.
Wilson
,
P. A.
Bradley
,
N. M.
Hoffman
,
F. J.
Swenson
,
D. P.
Smitherman
,
R. E.
Chrien
,
R. W.
Margevicius
,
D. J.
Thoma
,
L. R.
Foreman
,
J. K.
Hoffer
,
S. R.
Goldman
,
S. E.
Caldwell
,
T. R.
Dittrich
,
S. W.
Haan
,
M. M.
Marinak
,
S. M.
Pollaine
, and
J. J.
Sanchez
,
Phys. Plasmas
5
,
1953
(
1998
).
5.
R. E.
Olson
,
R. J.
Leeper
,
A.
Nobile
,
J. A.
Oertel
,
G. A.
Chandler
,
K.
Cochrane
,
S. C.
Dropinski
,
S.
Evans
,
S. W.
Haan
,
J. L.
Kaae
,
J. P.
Knauer
,
K.
Lash
,
L. P.
Mix
,
A.
Nikroo
,
G. A.
Rochau
,
G.
Rivera
,
C.
Russell
,
D.
Schroen
,
R. J.
Sebring
,
D. L.
Tanner
,
R. E.
Turner
, and
R. J.
Wallace
,
Phys. Plasmas
11
,
2778
(
2004
).
6.
R. E.
Olson
,
G. A.
Rochau
,
O. L.
Landen
, and
R. J.
Leeper
,
Phys. Plasmas
18
,
032706
(
2011
).
7.
O.
Hurricane
,
Bull. Am. Phys. Soc.
58
(
12
),
279
(
2013
).
8.
S. A.
Yi
,
A. N.
Simakov
,
D. C.
Wilson
,
J. L.
Kline
,
D. S.
Clark
,
B. A.
Hammel
,
B. J.
Kozioziemski
,
J. L.
Milovich
,
J. D.
Salmonson
, and
S. H.
Batha
, “
Hydrodynamic instabilities in beryllium capsule designs for the National Ignition Facility
,”
Phys. Plasmas
(unpublished).
9.
Ya. B.
Zel'dovich
and
Yu. P.
Raizer
,
Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena
(
Dover Publications
,
Mineola, NY
,
2002
).
10.
N. H.
Magee
, Jr.
,
J.
Abdallah
, Jr.
,
R. E. H.
Clark
 et al, in
Astrophysical Applications of Powerful New Databases
, edited by
S. J.
Adelman
and
W. L.
Wiese
(
Astronomical Society of the Pacific Conference Series
,
1995
) Vol. 78, p.
51
.
11.
M. M.
Marinak
,
N. R.
Barton
,
R. C.
Becker
,
S. W.
Haan
, and
J. D.
Salmonson
,
Bull. Am. Phys. Soc.
50
,
57
(
2005
).
12.
H.
Huang
,
H. W.
Xu
,
K. P.
Youngblood
,
D. R.
Wall
,
R. B.
Stephens
,
K. A.
Moreno
,
A.
Nikroo
,
J. D.
Salmonson
,
S. W.
Haan
,
K. J.
Wu
,
Y. M.
Wang
, and
A. V.
Hamza
,
Bull. Am. Phys. Soc.
57
(
12
),
113
(
2012
).
13.
J.
Lindl
,
Phys. Plasmas
2
,
3933
(
1995
).
14.
W. J.
Krauser
,
B. H.
Wilde
,
D. C.
Wilson
,
P.
Bradley
, and
F.
Swenson
,
AIP Conf. Proc.
369
,
186
(
1996
).
15.
T. R.
Dittrich
,
S. W.
Haan
,
M. M.
Marinak
,
S. M.
Pollaine
, and
R.
McEachern
,
Phys. Plasmas
5
,
3708
(
1998
).
16.
E. N.
Loomis
,
S. R.
Greenfield
,
R. P.
Johnson
,
J. A.
Cobble
,
S. N.
Luo
,
D. S.
Montgomery
, and
M. M.
Marinak
,
Phys. Plasmas
17
,
056308
(
2010
).
17.
S. W.
Haan
,
P. A.
Amendt
,
T. R.
Dittrich
,
B. A.
Hammel
,
S. P.
Hatchett
,
M. C.
Herrmann
,
O. A.
Hurricane
,
O. S.
Jones
,
J. D.
Lindl
,
M. M.
Marinak
,
D.
Munro
,
S. M.
Pollaine
,
J. D.
Salmonson
,
G. L.
Strobela
, and
L. J.
Suter
,
Nucl. Fusion
44
,
S171
(
2004
).
18.
S. W.
Haan
,
J. D.
Lindl
,
D. A.
Callahan
,
D. S.
Clark
,
J. D.
Salmonson
,
B. A.
Hammel
,
L. J.
Atherton
,
R. C.
Cook
,
M. J.
Edwards
,
S.
Glenzer
,
A. V.
Hamza
,
S. P.
Hatchett
,
M. C.
Herrmann
,
D. E.
Hinkel
,
D. D.
Ho
,
H.
Huang
,
O. S.
Jones
,
J.
Kline
,
G.
Kyrala
,
O. L.
Landen
,
B. J.
MacGowan
,
M. M.
Marinak
,
D. D.
Meyerhofer
,
J. L.
Milovich
,
K. A.
Moreno
,
E. I.
Moses
,
D. H.
Munro
,
A.
Nikroo
,
R. E.
Olson
,
K.
Peterson
,
S. M.
Pollaine
,
J. E.
Ralph
,
H. F.
Robey
,
B. K.
Spears
,
P. T.
Springer
,
L. J.
Suter
,
C. A.
Thomas
,
R. P.
Town
,
R.
Vesey
,
S. V.
Weber
,
H. L.
Wilkens
, and
D. C.
Wilson
,
Phys. Plasmas
18
,
051001
(
2011
).
19.
S. W.
Haan
,
D. A.
Callahan
,
M. J.
Edwards
,
B. A.
Hammel
,
D. D.
Ho
,
O. S.
Jones
,
J. D.
Lindl
,
B. J.
MacGowan
,
M. M.
Marinak
,
D. H.
Munro
,
S. M.
Pollaine
,
J. D.
Salmonson
,
B. K.
Spears
, and
L. J.
Suter
,
Fusion Sci. Technol.
55
,
227
(
2009
).
20.
D. E.
Hinkel
,
M. D.
Rosen
,
E. A.
Williams
,
A. B.
Langdon
,
C. H.
Still
,
D. A.
Callahan
,
J. D.
Moody
,
P. A.
Michel
,
R. P. J.
Town
,
R. A.
London
, and
S. H.
Langer
,
Phys. Plasmas
18
,
056312
(
2011
).
21.
O. S.
Jones
,
C. J.
Cerjan
,
M. M.
Marinak
,
J. L.
Milovich
,
H. F.
Robey
,
P. T.
Springer
,
L. R.
Benedetti
,
D. L.
Bleuel
,
E. J.
Bond
,
D. K.
Bradley
,
D. A.
Callahan
,
J. A.
Caggiano
,
P. M.
Celliers
,
D. S.
Clark
,
S. M.
Dixit
,
T.
Doppner
,
R. J.
Dylla-Spears
,
E. G.
Dzentitis
,
D. R.
Farley
,
S. M.
Glenn
,
S. H.
Glenzer
,
S. W.
Haan
,
B. J.
Haid
,
C. A.
Haynam
,
D. G.
Hicks
,
B. J.
Kozioziemski
,
K. N.
LaFortune
,
O. L.
Landen
,
E. R.
Mapoles
,
A. J.
MacKinnon
,
J. M.
McNaney
,
N. B.
Meezan
,
P. A.
Michel
,
J. D.
Moody
,
M. J.
Moran
,
D. H.
Munro
,
M. V.
Patel
,
T. G.
Parham
,
J. D.
Sater
,
S. M.
Sepke
,
B. K.
Spears
,
R. P. J.
Town
,
S. V.
Weber
,
K.
Widmann
,
C. C.
Widmayer
,
E. A.
Williams
,
L. J.
Atherton
,
M. J.
Edwards
,
J. D.
Lindl
,
B. J.
MacGowan
,
L. J.
Suter
,
R. E.
Olson
,
H. W.
Herrmann
,
J. L.
Kline
,
G. A.
Kyrala
,
D. C.
Wilson
,
J.
Frenje
,
T. R.
Boehly
,
V.
Glebov
,
J. P.
Knauer
,
A.
Nikroo
,
H.
Wilkens
, and
J. D.
Kilkenny
,
Phys. Plasmas.
19
,
056315
(
2012
).
22.
R. P. J.
Town
,
M. D.
Rosen
,
P. A.
Michel
,
L.
Divol
,
J. D.
Moody
,
G. A.
Kyrala
,
M. B.
Schneider
,
J. L.
Kline
,
C. A.
Thomas
,
J. L.
Milovich
,
D. A.
Callahan
,
N. B.
Meezan
,
D. E.
Hinkel
,
E. A.
Williams
,
R. L.
Berger
,
M. J.
Edwards
,
L. J.
Suter
,
S. W.
Haan
,
J. D.
Lindl
,
E. L.
Dewald
,
S.
Dixit
,
S. H.
Glenzer
,
O. L.
Landen
,
E. I.
Moses
,
H. A.
Scott
,
J. A.
Harte
, and
G. B.
Zimmerman
,
Phys. Plasmas
18
,
056302
(
2011
).
23.
M. D.
Rosen
,
H. A.
Scott
,
D. E.
Hinkel
,
E. A.
Williams
,
D. A.
Callahan
,
R. P. J.
Town
,
L.
Divol
,
P. A.
Michel
,
W. L.
Kruer
,
L. J.
Suter
,
R. A.
London
,
J. A.
Harte
, and
G. B.
Zimmerman
,
High Energy Density Phys.
7
,
180
(
2011
).
24.
W. A.
Lokke
and
W. H.
Grasberger
, “
National technical information service Document No. UCRL52276
,” Report No. UCRL-52276,
1977
. Copies may be ordered from the National Technical Information Service, Springfield, VA.
25.
A. N.
Simakov
,
D. C.
Wilson
,
S. A.
Yi
,
J. L.
Kline
,
J. D.
Salmonson
,
D. S.
Clark
,
J. L.
Milovich
, and
M. M.
Marinak
, “
Beryllium ignition target design for indirect drive NIF experiments
,”
J. Phys.: Conf. Ser.
(submitted).
26.
J. L.
Kline
,
D. A.
Callahan
,
S. H.
Glenzer
,
N. B.
Meezan
,
J. D.
Moody
,
D. E.
Hinkel
,
O. S.
Jones
,
A. J.
MacKinnon
,
R.
Bennedetti
,
R. L.
Berger
,
D.
Bradley
,
E. L.
Dewald
,
I.
Bass
,
C.
Bennett
,
M.
Bowers
,
G.
Brunton
,
J.
Bude
,
S.
Burkhart
,
A.
Condor
,
J. M.
Di Nicola
,
P.
Di Nicola
,
S. N.
Dixit
,
T.
Doeppner
,
E. G.
Dzenitis
,
G.
Erbert
,
J.
Folta
,
G.
Grim
,
S.
Glenn
,
A.
Hamza
,
S. W.
Haan
,
J.
Heebner
,
M.
Henesian
,
M.
Hermann
,
D. G.
Hicks
,
W. W.
Hsing
,
N.
Izumi
,
K.
Jancaitis
,
D.
Kalantar
,
S. F.
Khan
,
R.
Kirkwood
,
G. A.
Kyrala
,
K.
LaFortune
,
O. L.
Landen
,
L.
Lagin
,
D.
Larson
,
S.
Le Pape
,
T.
Ma
,
A. G.
MacPhee
,
P. A.
Michel
,
P.
Miller
,
M.
Montincelli
,
A. S.
Moore
,
A.
Nikroo
,
M.
Nostrand
,
R. E.
Olson
,
A.
Pak
,
H. S.
Park
,
J. P.
Patel
,
L.
Pelz
,
J.
Ralph
,
S. P.
Regan
,
H. F.
Robey
,
M. D.
Rosen
,
J. S.
Ross
,
M. B.
Schneider
,
M.
Shaw
,
V. A.
Smalyuk
,
D. J.
Strozzi
,
T.
Suratwala
,
L. J.
Suter
,
R.
Tommasini
,
R. P. J.
Town
,
B.
Van Wonterghem
,
P.
Wegner
,
K.
Widmann
,
C.
Widmayer
,
H.
Wilkens
,
E. A.
Williams
,
M. J.
Edwards
,
B. A.
Remington
,
B. J.
MacGowan
,
J. D.
Kilkenny
,
J. D.
Lindl
,
L. J.
Atherton
,
S. H.
Batha
, and
E.
Moses
,
Phys. Plasmas
20
,
056314
(
2013
).
27.
P.
Michel
,
L.
Divol
,
E. A.
Williams
,
S.
Weber
,
C. A.
Thomas
,
D. A.
Callahan
,
S. W.
Haan
,
J. D.
Salmonson
,
S.
Dixit
,
D. E.
Hinkel
,
M. J.
Edwards
,
B. J.
MacGowan
,
J. D.
Lindl
,
S. H.
Glenzer
, and
L. J.
Suter
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
025004
(
2009
) and references therein.
28.
P.
Michel
,
S. H.
Glenzer
,
L.
Divol
,
D. K.
Bradley
,
D.
Callahan
,
S.
Dixit
,
S.
Glenn
,
D.
Hinkel
,
R. K.
Kirkwood
,
J. L.
Kline
,
W. L.
Kruer
,
G. A.
Kyrala
,
S.
Le Pape
,
N. B.
Meezan
,
R.
Town
,
K.
Widmann
,
E. A.
Williams
,
B. J.
MacGowan
,
J.
Lindl
, and
L. J.
Suter
,
Phys. Plasmas
17
,
056305
(
2010
).
29.
D. S.
Clark
,
S. W.
Haan
,
B. A.
Hammel
,
J. D.
Salmonson
,
D. A.
Callahan
, and
R. P. J.
Town
,
Phys. Plasmas
17
,
052703
(
2010
).
30.
D. S.
Clark
,
D. E.
Hinkel
,
D. C.
Eder
,
O. S.
Jones
,
S. W.
Haan
,
B. A.
Hammel
,
M. M.
Marinak
,
J. L.
Milovich
,
H. F.
Robey
,
L. J.
Suter
, and
R. P. J.
Town
,
Phys. Plasmas
20
,
056318
(
2013
).
31.
J.
Salmonson
,
J.
Milovich
,
S.
Haan
, and
D.
Ho
,
Bull. Am. Phys. Soc.
57
(
12
),
94
(
2012
).
32.
M. M.
Marinak
,
G. D.
Kerbel
,
N. A.
Gentile
,
O.
Jones
,
D.
Munro
,
S.
Pollaine
,
T. R.
Dittrich
, and
S. W.
Haan
,
Phys. Plasmas
8
,
2275
(
2001
).
33.
B. A.
Hammel
,
S. W.
Haan
,
D. S.
Clark
,
M. J.
Edwards
,
S. H.
Langer
,
M. M.
Marinak
,
M. V.
Patel
,
J. D.
Salmonson
, and
H. A.
Scott
,
High Energy Density Phys.
6
,
171
(
2010
).
34.
D. S.
Clark
,
S. W.
Haan
,
A. W.
Cook
,
M. J.
Edwards
,
B. A.
Hammel
,
J. M.
Koning
, and
M. M.
Marinak
,
Phys. Plasmas
18
,
082701
(
2011
).
35.
We employ 2.7% rather than 3% maximum Cu dopant level for this calculation. We expect a similar result at a slightly thinner than 25 μm layer when the 3% maximum dopant level is used.
36.
B. J.
Kozioziemski
, private communication (
2013
).
37.
H. W.
Xu
,
C. S.
Alford
,
J. C.
Cooley
,
L. A.
Dixon
,
R. E.
Hackenberg
,
S. A.
Letts
,
K. A.
Moreno
,
A.
Nikroo
,
J. R.
Wall
, and
K. P.
Youngblood
,
Fusion Sci. Technol.
51
,
547
(
2007
).
38.
R. C.
Cook
,
B. J.
Kozioziemski
,
A.
Nikroo
,
H. L.
Wilkens
,
S.
Bhandarkar
,
A. C.
Forsman
,
S. W.
Haan
,
M. L.
Hoppe
,
H.
Huang
,
E.
Mapoles
,
J. D.
Moody
,
J. D.
Sater
,
R. M.
Seugling
,
R. B.
Stephens
,
M.
Takagi
, and
H. W.
Xu
,
Laser Part. Beams
26
,
479
(
2008
).
You do not currently have access to this content.