Although it has been demonstrated that high-Z doped plastic can suppress the Rayleigh–Taylor instability, its usability in direct-drive implosion design on mega-joule class reactors is still controversial. In this study, the radiation hydrodynamics code was validated by a planar target experiment of a brominated plastic target, since the result including high-Z strongly depends on the opacity model. Opacity for bromine ion based on the detailed configuration accounting model has better agreement with the experimental results compared to that of the average-ion model. Two-dimensional implosion simulations assuming a mega-joule driver were also conducted to estimate whether a brominated plastic ablator can suppress the hydrodynamic instability. It was revealed that a brominated plastic, which has an appropriate fraction of doping, can assist the generation of a high-density core by suppression of the hydrodynamic instability. A high-Z doped target can suppress the Rayleigh–Taylor instability at the foot-drive phase when the laser intensity is relatively low.

1.
J.
Nuckolls
,
L.
Wood
,
A.
Thiessen
, and
G. B.
Zimmerman
,
Nature
239
,
139
(
1972
).
2.
J.
Colvin
and
J.
Larsen
,
Extreme Physics
, 1st ed. (
Cambridge University Press
,
New York
,
2014
), Chap. 4, p.
105
.
3.
O. A.
Hurricane
,
D. A.
Callahan
,
D. T.
Casey
,
P. M.
Celliers
,
C.
Cerjan
,
E. L.
Dewald
,
T. R.
Dittrich
,
T.
Döppner
,
D. E.
Hinkel
,
L. F. B.
Hopkins
,
J. L.
Kline
,
S. L.
Pape
,
T.
Ma
,
A. G.
MacPhee
,
J. L.
Milovich
,
A.
Pak
,
H. S.
Park
,
P. K.
Patel
,
B. A.
Remington
,
J. D.
Salmonson
,
P. T.
Springer
, and
R.
Tommasini
,
Nature
506
,
343
(
2014
).
4.
T.
Ma
,
P. K.
Patel
,
N.
Izumi
,
P. T.
Springer
,
M. H.
Key
,
L. J.
Atherton
,
L. R.
Benedetti
,
D. K.
Bradley
,
D. A.
Callahan
,
P. M.
Celliers
,
C. J.
Cerjan
,
D. S.
Clark
,
E. L.
Dewald
,
S. N.
Dixit
,
T.
Döppner
,
D. H.
Edgell
,
R.
Epstein
,
S.
Glenn
,
G.
Grim
,
S. W.
Haan
,
B. A.
Hammel
,
D.
Hicks
,
W. W.
Hsing
,
O. S.
Jones
,
S. F.
Khan
,
J. D.
Kilkenny
,
J. L.
Kline
,
G. A.
Kyrala
,
O. L.
Landen
,
S.
Le Pape
,
B. J.
MacGowan
,
A. J.
Mackinnon
,
A. G.
MacPhee
,
N. B.
Meezan
,
J. D.
Moody
,
A.
Pak
,
T.
Parham
,
H.-S.
Park
,
J. E.
Ralph
,
S. P.
Regan
,
B. A.
Remington
,
H. F.
Robey
,
J. S.
Ross
,
B. K.
Spears
,
V.
Smalyuk
,
L. J.
Suter
,
R.
Tommasini
,
R. P.
Town
,
S. V.
Weber
,
J. D.
Lindl
,
M. J.
Edwards
,
S. H.
Glenzer
, and
E. I.
Moses
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
085004
(
2013
).
5.
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
).
6.
S.
Skupsky
,
J. A.
Marozas
,
R. S.
Craxton
,
R.
Betti
,
T. J. B.
Collins
,
J. A.
Delettrez
,
V. N.
Goncharov
,
P. W.
McKenty
,
P. B.
Radha
,
T. R.
Boehly
,
J. P.
Knauer
,
F. J.
Marshall
,
D. R.
Harding
,
J. D.
Kilkenny
,
D. D.
Meyerhofer
,
T. C.
Sangster
, and
R. L.
McCrory
,
Phys. Plasmas
11
,
2763
(
2004
).
7.
A.
Colaïtis
,
G.
Duchateau
,
X.
Ribeyre
, and
V.
Tikhonchuk
,
Phys. Rev. E
91
,
013102
(
2015
).
8.
M.
Tabak
,
J.
Hammer
,
M. E.
Glinsky
,
W. L.
Kruer
,
S. C.
Wilks
,
J.
Woodworth
,
E. M.
Campbell
,
M. D.
Perry
, and
R. J.
Mason
,
Phys. Plasmas
1
,
1626
(
1994
).
9.
R.
Betti
,
C. D.
Zhou
,
K. S.
Anderson
,
L. J.
Perkins
,
W.
Theobald
, and
A. A.
Solodov
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
155001
(
2007
).
10.
H.
Azechi
,
K.
Mima
,
Y.
Fujimoto
,
S.
Fujioka
,
H.
Homma
,
M.
Isobe
,
A.
Iwamoto
,
T.
Jitsuno
,
T.
Johzaki
,
R.
Kodama
,
M.
Koga
,
K.
Kondo
,
J.
Kawanaka
,
T.
Mito
,
N.
Miyanaga
,
O.
Motojima
,
M.
Murakami
,
H.
Nagatomo
,
K.
Nagai
,
M.
Nakai
,
H.
Nakamura
,
T.
Nakamura
,
T.
Nakazato
,
Y.
Nakao
,
K.
Nishihara
,
H.
Nishimura
,
T.
Norimatsu
,
T.
Ozaki
,
H.
Sakagami
,
Y.
Sakawa
,
N.
Sarukura
,
K.
Shigemori
,
T.
Shimizu
,
H.
Shiraga
,
A.
Sunahara
,
T.
Taguchi
,
K.
Tanaka
, and
K.
Tsubakimoto
,
Nucl. Fusion
49
,
104024
(
2009
).
11.
S.
Fujioka
,
Y.
Arikawa
,
S.
Kojima
,
T.
Johzaki
,
H.
Nagatomo
,
H.
Sawada
,
S.
Lee
,
T.
Shiroto
,
N.
Ohnishi
,
A.
Morace
,
S.
Sakata
,
Y.
Abe
,
K.
Matsuo
,
K. F. F.
Law
,
A.
Yogo
,
K.
Shigemori
,
Y.
Hironaka
,
Z.
Zhang
,
A.
Sunahara
,
T.
Ozaki
,
H.
Sakagami
,
K.
Mima
,
Y.
Fujimoto
,
K.
Yamanoi
,
T.
Norimatsu
,
S.
Tokita
,
Y.
Nakata
,
J.
Kawanaka
,
T.
Jitsuno
,
N.
Miyanaga
,
M.
Nakai
,
H.
Nishimura
,
H.
Shiraga
,
K.
Kondo
,
M.
Bailly Grandvaux
,
C.
Bellei
,
J. J.
Santos
, and
H.
Azechi
,
Phys. Plasmas
23
,
056308
(
2016
).
12.
H.
Takabe
,
K.
Mima
,
L.
Montierth
, and
R. L.
Morse
,
Phys. Fluids
28
,
3676
(
1985
).
13.
K. S.
Budil
,
B. A.
Remington
,
T. A.
Peyser
,
K. O.
Mikaelian
,
P. L.
Miller
,
N. C.
Woolsey
,
W. M.
Wood-Vasey
, and
A. M.
Rubenchik
,
Phys. Rev. Lett.
76
,
4536
(
1996
).
14.
S.
Fujioka
,
A.
Sunahara
,
K.
Nishihara
,
N.
Ohnishi
,
T.
Johzaki
,
H.
Shiraga
,
K.
Shigemori
,
M.
Nakai
,
T.
Ikegawa
,
M.
Murakami
,
K.
Nagai
,
T.
Norimatsu
,
H.
Azechi
, and
T.
Yamanaka
,
Phys. Rev. Lett.
92
,
195001
(
2004
).
15.
S. X.
Hu
,
G.
Fiksel
,
V. N.
Goncharov
,
S.
Skupsky
,
D. D.
Meyerhofer
, and
V. A.
Smalyuk
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
195003
(
2012
).
16.
G.
Fiksel
,
S. X.
Hu
,
V. N.
Goncharov
,
D. D.
Meyerhofer
,
T. C.
Sangster
,
V. A.
Smalyuk
,
B.
Yaakobi
,
M. J.
Bonino
, and
R.
Jungquist
,
Phys. Plasmas
19
,
062704
(
2012
).
17.
S. P.
Obenschain
,
D. G.
Colombant
,
M.
Karasik
,
C. J.
Pawley
,
V.
Serlin
,
A. J.
Schmitt
,
J. L.
Weaver
,
J. H.
Gardner
,
L.
Phillips
,
Y.
Aglitskiy
,
Y.
Chan
,
J. P.
Dahlburg
, and
M.
Klapisch
,
Phys. Plasmas
9
,
2234
(
2002
).
18.
A. N.
Mostovych
,
D. G.
Colombant
,
M.
Karasik
,
J. P.
Knauer
,
A. J.
Schmitt
, and
J. L.
Weaver
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
075002
(
2008
).
19.
V. N.
Goncharov
,
T. C.
Sangster
,
R.
Betti
,
T. R.
Boehly
,
M. J.
Bonino
,
T. J. B.
Collins
,
R. S.
Craxton
,
J. A.
Delettrez
,
D. H.
Edgell
,
R.
Epstein
,
R. K.
Follett
,
C. J.
Forrest
,
D. H.
Froula
,
V. Yu.
Glebov
,
D. R.
Harding
,
R. J.
Henchen
,
S. X.
Hu
,
I. V.
Igumenshchev
,
R.
Janezic
,
J. H.
Kelly
,
T. J.
Kessler
,
T. Z.
Kosc
,
S. J.
Loucks
,
J. A.
Marozas
,
F. J.
Marshall
,
A. V.
Maximov
,
R. L.
McCrory
,
P. W.
McKenty
,
D. D.
Meyerhofer
,
D. T.
Michel
,
J. F.
Myatt
,
R.
Nora
,
P. B.
Radha
,
S. P.
Regan
,
W.
Seka
,
W. T.
Shmayda
,
R. W.
Short
,
A.
Shvydky
,
S.
Skupsky
,
C.
Stoeckl
,
B.
Yaakobi
,
J. A.
Frenje
,
M.
Gatu-Johnson
,
R. D.
Petrasso
, and
D. T.
Casey
,
Phys. Plasmas
21
,
056315
(
2014
).
20.
M.
Lafon
,
R.
Betti
,
K. S.
Anderson
,
T. J. B.
Collins
,
R.
Epstein
,
P. W.
McKenty
,
J. F.
Myatt
,
A.
Shvydky
, and
S.
Skupsky
,
Phys. Plasmas
22
,
032703
(
2015
).
21.
T.
Shiroto
,
N.
Ohnishi
,
A.
Sunahara
, and
S.
Fujioka
,
J. Phys.: Conf. Ser.
688
,
012109
(
2016
).
22.
N.
Ohnishi
,
M.
Nishikino
, and
A.
Sasaki
,
J. Phys. IV France
133
,
1193
(
2006
).
23.
E. F.
Toro
,
Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics
, 3rd ed. (
Springer-Verlag
,
Berlin, Heidelberg
,
2009
), Chap.
1
,
p. 2
.
24.
R. M.
More
,
K. H.
Warren
,
D. A.
Young
, and
G. B.
Zimmerman
,
Phys. Fluids
31
,
3059
(
1988
).
25.
S. P.
Lyon
and
J. D.
Johnson
, “
SESAME: The Los Alamos National Laboratory Equation of State Database
,”
LANL Technical Report No. LA-UR-92-3407
(Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM,
1992
).
26.
Y.
Wada
and
M. S.
Liou
, AIAA Paper No. 94-0083,
1994
.
27.
L.
Spitzer
and
R.
Härm
,
Phys. Rev.
89
,
977
(
1953
).
28.
G. N.
Minerbo
,
J. Quantum Spectrosc. Radiat. Transfer
20
,
541
(
1978
).
29.
A.
Sasaki
and
I.
Murakami
,
Plasma Fusion Res.
8
,
2401021
(
2013
).
30.
A.
Bar-Shalom
,
M.
Klapisch
, and
J.
Oreg
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
71
,
169
(
2001
).
31.
J.
Bauche
,
C.
Bauche-Arnoult
, and
O.
Peyrusse
,
Atomic Properties in Hot Plasmas
, 1st ed. (
Springer International Publishing
,
Switzerland
,
2015
), Chap. 6, p.
173
.
32.
S.
Fujioka
,
H.
Shiraga
,
M.
Nishikino
,
K.
Shigemori
,
A.
Sunahara
,
M.
Nakai
,
H.
Azechi
,
K.
Nishihara
, and
T.
Yamanaka
,
Phys. Plasmas
10
,
4784
(
2003
).
33.
G. C.
Oates
,
Aerothermodynamics of Gas Turbine and Rocket Propulsion
, 2nd ed. (
American Institute of Aeronautics and Astronautics
,
Washington D.C.
,
1988
), Chap. 3, p.
63
.
34.
S. W.
Haan
,
M. C.
Herrmann
,
T. R.
Dittrich
,
A. J.
Fetterman
,
M. M.
Marinak
,
D. H.
Munro
,
S. M.
Pollaine
,
J. D.
Salmonson
,
G. L.
Strobel
, and
L. J.
Suter
,
Phys. Plasmas
12
,
056316
(
2005
).
35.
C.
Yañez
,
J.
Sanz
,
M.
Olazabal-Loumé
, and
L. F.
Ibañez
,
Phys. Plasmas
18
,
052701
(
2011
).
You do not currently have access to this content.