Radiation flux symmetry in laser-irradiated Hohlraum environments is difficult to model and control and relies on the details of plasma evolution and laser energy deposition in the harsh plasma-filled Hohlraum over the duration of the laser pulse. This study presents a conceptual design and assesses the feasibility of using lasers to create a radiation drive where the implosion symmetry relies mainly on radiation transport. In this design, the ends of a capsule containing Hohlraum are irradiated by drive laser beams that are shielded from the view of the capsule. This configuration enables the use of frequency doubled light that has a higher power and energy threshold for the current capability of NIF, up to 670 TW and ∼3.5 MJ. We estimate, using VISRAD benchmarked against HYDRA calculations, that the same drive conditions that are currently being achieved in hybridE experiments at the NIF 270–290 at the equator can be reached in this new geometry and large 6.4 mm diameter Hohlraums. The radiation drive asymmetries in this design can be mitigated by shimming the capsule ablator thickness or through tailoring the shape of the shielding to the laser spots.

1.
J. D.
Lindl
,
Inertial Confinement Fusion
(
Springer-Verlag
,
New York
,
1998
), Chap. 4.
2.
R. H. H.
Scott
,
D. S.
Clark
,
D. K.
Bradley
,
D. A.
Callahan
,
M. J.
Edwards
,
S. W.
Haan
,
O. S.
Jones
,
B. K.
Spears
,
M. M.
Marinak
,
R. P. J.
Town
,
P. A.
Norreys
, and
L. J.
Suter
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
075001
(
2013
).
3.
A. L.
Kritcher
,
R.
Town
,
D.
Bradley
,
D.
Clark
,
S.
Spears
,
O.
Jones
,
S.
Haan
,
P. T.
Springer
,
J.
Lindl
,
R. H. H.
Scott
,
D.
Callahan
,
M. J.
Edwards
, and
O. L.
Landen
,
Phys. Plasmas
21
,
042708
(
2014
).
4.
M.
Gatu Johnson
,
B. D.
Appelbe
,
J. P.
Chittenden
,
J.
Delettrez
,
C.
Forrest
,
J. A.
Frenje
,
V. Y.
Glebov
,
W.
Grimble
,
B. M.
Haines
,
I.
Igumenshchev
,
R.
Janezic
,
J. P.
Knauer
,
B.
Lahmann
,
F. J.
Marshall
,
T.
Michel
,
F. H.
Sguin
,
C.
Stoeckl
,
C.
Walsh
,
A. B.
Zylstra
, and
R. D.
Petrasso
,
Phys. Rev. E
98
,
051201
(
2018
).
5.
R.
Kishony
and
D.
Shvarts
,
Phys. Plasmas
8
,
4925
(
2001
).
6.
O. S.
Jones
,
L. J.
Suter
,
H. A.
Scott
,
M. A.
Barrios
,
W. A.
Farmer
,
S. B.
Hansen
,
D. A.
Liedahl
,
C. W.
Mauche
,
A. S.
Moore
,
M. D.
Rosen
,
J. D.
Salmonson
,
D. J.
Strozzi
,
C. A.
Thomas
, and
D. P.
Turnbull
,
Phys. Plasmas
24
,
056312
(
2017
).
7.
S. F.
Khan
,
S. A.
MacLaren
,
J. D.
Salmonson
,
T.
Ma
,
G. A.
Kyrala
,
J. E.
Pino
,
J. R.
Rygg
,
J. E.
Field
,
R.
Tommasini
,
J. E.
Ralph
,
D. P.
Turnbull
 et al.,
Phys. Plasmas
23
,
042708
(
2016
).
8.
L. F.
Berzak Hopkins
,
N. B.
Meezan
,
S.
Le Pape
,
L.
Divol
,
A. J.
Mackinnon
,
D. D.
Ho
,
M.
Hohenberger
,
O. S.
Jones
,
G.
Kyrala
,
J. L.
Milovich
,
A.
Pak
 et al.,
Phys. Rev. Lett.
114
,
175001
(
2015
).
9.
O. A.
Hurricane
,
D. A.
Callahan
,
P. T.
Springer
,
M. J.
Edwards
,
P.
Patel
,
K.
Baker
,
D. T.
Casey
,
L.
Divol
,
T.
Doeppner
,
D. E.
Hinkel
,
L. F.
Berzak Hopkins
,
A.
Kritcher
,
S.
Le Pape
,
S.
Maclaren
,
L.
Masse
,
A.
Pak
,
L.
Pickworth
,
J.
Ralph
,
C.
Thomas
,
A.
Yi
, and
A.
Zylstra
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
61
,
014033
(
2019
).
10.
W. L.
Kruer
,
E. M.
Campbell
,
C. D.
Decker
,
S. C.
Wilks
,
J.
Moody
,
T.
Orzechowski
,
L.
Powers
,
L. J.
Suter
,
B. B.
Afeyan
, and
N.
Dague
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
41
,
A409
(
1999
).
11.
E. L.
Dewald
,
F.
Hartemann
,
P.
Michel
,
J.
Milovich
,
M.
Hohenberger
,
A.
Pak
,
O. L.
Landen
,
L.
Divol
,
H. F.
Robey
,
O. A.
Hurricane
,
T.
Dppner
,
F.
Albert
,
B.
Bachmann
,
N. B.
Meezan
,
A. J.
MacKinnon
,
D.
Callahan
, and
M. J.
Edwards
,
Phys. Rev. Lett.
116
,
075003
(
2016
).
12.
D. S.
Clark
,
C. R.
Weber
,
V. A.
Smalyuk
,
H. F.
Robey
,
A. L.
Kritcher
,
J. L.
Milovich
, and
J. D.
Salmonson
,
Phys. Plasmas
23
,
072707
(
2016
).
13.
E.
Dewald
,
D.
Clark
,
D.
Mariscal
,
S.
Khan
,
m
Ratledge
,
P.
Fitzsimmons
,
M.
Farrell
,
M.
Mauldin
,
N.
Rice
,
C.
Choate
,
P. D.
Nicola
,
A.
Nikroo
,
V.
Smalyuk
,
O.
Landen
,
D.
Callahan
, and
O.
Hurricane
,
61st Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics, Abstract (
2019
).
14.
R. E.
Olson
,
R. J.
Leeper
,
S. H.
Batha
,
R. R.
Peterson
,
P. A.
Bradley
,
W. A.
Stygar
,
K. R.
LeChien
,
H. F.
Robey
,
C.
Young
, and
N. B.
Meezan
,
High Energy Density Phys.
36
,
100749
(
2020
).
15.
P.
Amendt
,
T. J.
Murphy
, and
S. P.
Hatchett
,
Phys. Plasmas
3
,
4166
(
1996
).
16.
P.
Amendt
,
S. G.
Glendinning
,
B. A.
Hammel
,
O. L.
Landen
,
T. J.
Murphy
,
L. J.
Suter
,
S.
Hatchett
,
M. D.
Rosen
,
S.
Lafitte
,
D.
Desenne
, and
J. P.
Jadaud
,
Phys. Plasmas
4
,
1862
(
1997
).
17.
D. A.
Callahan
,
P. A.
Amendt
,
E. L.
Dewald
,
S. W.
Haan
,
D. E.
Hinkel
,
N.
Izurni
,
O. S.
Jones
,
O. L.
Landen
,
J. D.
Lindl
,
S. M.
Pollaine
,
L. J.
Suter
,
M.
Tabak
, and
R. E.
Turner
,
Phys. Plasmas
13
,
056307
(
2006
).
18.
R. A.
Vesey
,
S. A.
Slutz
,
M. C.
Herrmann
,
T. A.
Mehlhorn
, and
R. B.
Campbell
,
Phys. Plasmas
15
,
042704
(
2008
).
19.
J.
MacFarlane
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
81
,
287
(
2003
).
20.
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
).
21.
A.
Kritcher
, (
2020
) (unpublished);
A.
Zylstra
, (
2020
) (unpublished).
22.
A. L.
Kritcher
,
J.
Ralph
,
D. E.
Hinkel
,
T.
Dppner
,
M.
Millot
,
D.
Mariscal
,
R.
Benedetti
,
D. J.
Strozzi
,
T.
Chapman
,
C.
Goyon
,
B.
MacGowan
,
P.
Michel
,
D. A.
Callahan
, and
O. A.
Hurricane
,
Phys. Rev. E
98
,
053206
(
2018
).
23.
L. A.
Pickworth
,
T.
Dppner
,
D. E.
Hinkel
,
J. E.
Ralph
,
B.
Bachmann
,
L. P.
Masse
,
H.
Chen
,
J.
Park
,
M.
Hohenberger
,
A. S.
Moore
,
L. R.
Benedetti
,
S.
Khan
,
D.
Mariscal
,
M. B.
Schneider
,
N.
Lemos
,
L.
Divol
,
P. A.
Michel
,
B. J.
MacGowan
,
D. A.
Callahan
, and
O. A.
Hurricane
, “Application of cross-beam energy transfer to control drive symmetry in CH, ICF implosions with a low gas fill Hohlraum at the NIF” (unpublished).
24.
S. H.
Langer
,
A.
Bhatele
, and
C. H.
Still
,
Comput. Sci. Eng.
16
(
6
),
42
50
(
2014
).
25.
O. A.
Hurricane
,
A.
Kritcher
,
D. A.
Callahan
,
O.
Landen
,
P. K.
Patel
,
P. T.
Springer
,
D. T.
Casey
,
E. L.
Dewald
,
T. R.
Dittrich
,
T.
Dppner
,
D. E.
Hinkel
,
L. F.
Berzak Hopkins
,
J.
Kline
,
S. L.
Pape
,
T.
Ma
,
A. G.
MacPhee
,
A.
Moore
,
A.
Pak
,
H.-S.
Park
,
J.
Ralph
,
J. D.
Salmonson
, and
K.
Widmann
,
Phys. Plasmas
24
,
092706
(
2017
).
26.
27.
C.
Garban-Labaune
,
E.
Fabre
,
C. E.
Max
,
R.
Fabbro
,
F.
Amiranoff
,
J.
Virmont
,
M.
Weinfeld
, and
A.
Michard
,
Phys. Rev. Lett.
48
,
1018
(
1982
).
28.
L. J.
Suter
,
S.
Glenzer
,
S.
Haan
,
B.
Hammel
,
K.
Manes
,
N.
Meezan
,
J.
Moody
,
M.
Spaeth
,
L.
Divol
,
K.
Oades
, and
M.
Stevenson
,
Phys. Plasmas
11
,
2738
(
2004
).
29.
C.
Niemann
,
L.
Divol
,
D. H.
Froula
,
G.
Gregori
,
O.
Jones
,
R. K.
Kirkwood
,
A. J.
MacKinnon
,
N. B.
Meezan
,
J. D.
Moody
,
C.
Sorce
,
L. J.
Suter
,
R.
Bahr
,
W.
Seka
, and
S. H.
Glenzer
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
085005
(
2005
).
30.
C.
Niemann
,
R. L.
Berger
,
L.
Divol
,
D. H.
Froula
,
O.
Jones
,
R. K.
Kirkwood
,
N.
Meezan
,
J. D.
Moody
,
J.
Ross
,
C.
Sorce
,
L. J.
Suter
, and
S. H.
Glenzer
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
045002
(
2008
).
31.
S.
Depierreux
,
D. T.
Michel
,
V.
Tassin
,
P.
Loiseau
,
C.
Stenz
, and
C.
Labaune
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
115001
(
2009
).
32.
P.
Michel
,
L.
Divol
,
E. L.
Dewald
,
J. L.
Milovich
,
M.
Hohenberger
,
O. S.
Jones
,
L. B.
Hopkins
,
R. L.
Berger
,
W. L.
Kruer
, and
J. D.
Moody
,
Phys. Rev. Lett.
115
,
055003
(
2015
).
33.
G. N.
Hall
,
O. S.
Jones
,
D. J.
Strozzi
,
J. D.
Moody
,
D.
Turnbull
,
J.
Ralph
,
P. A.
Michel
,
M.
Hohenberger
,
A. S.
Moore
,
O. L.
Landen
,
L.
Divol
,
D. K.
Bradley
,
D. E.
Hinkel
,
A. J.
Mackinnon
,
R. P. J.
Town
,
N. B.
Meezan
,
L.
Berzak Hopkins
, and
N.
Izumi
,
Phys. Plasmas
24
,
052706
(
2017
).
34.
S. L.
Pape
,
L.
Divol
,
L.
Berzak Hopkins
,
A.
Mackinnon
,
N. B.
Meezan
,
D.
Casey
,
J.
Frenje
,
H.
Herrmann
,
J.
McNaney
,
T.
Ma
 et al.,
Phys. Rev. Lett.
112
,
225002
(
2014
).
35.
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
).
36.
P. M.
Celliers
,
D. K.
Bradley
,
G. W.
Collins
,
D. G.
Hicks
,
T. R.
Boehly
, and
W. J.
Armstrong
,
Rev. Sci. Instrum.
75
,
4916
(
2004
).
37.
H. F.
Robey
,
T. R.
Boehly
,
P. M.
Celliers
,
J. H.
Eggert
,
D.
Hicks
,
R. F.
Smith
,
G. W.
Collins
,
M. W.
Bowers
,
K. G.
Krauter
,
P. S.
Datte
 et al.,
Phys. Plasmas.
19
,
042706
(
2012
).
38.
D. H.
Froula
,
L.
Divol
,
N. B.
Meezan
,
S.
Dixit
,
J. D.
Moody
,
P.
Neumayer
,
B. B.
Pollock
,
J. S.
Ross
, and
S. H.
Glenzer
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
085001
(
2007
).
39.
S. F.
Khan
,
P. M.
Bell
,
D. K.
Bradley
,
S. R.
Burns
,
J. R.
Celeste
,
L. S.
Dauffy
,
M. J.
Eckart
,
M. A.
Gerhard
,
C.
Hagmann
,
D. I.
Headley
,
J. P.
Holde
 et al.,
Proc. SPIE
8505
,
850505
(
2012
).
40.
D. T.
Casey
,
C. A.
Thomas
,
K. L.
Baker
,
B. K.
Spears
,
M.
Hohenberger
,
S. F.
Khan
,
R. C.
Nora
,
C. R.
Weber
,
D. T.
Woods
,
O. A.
Hurricane
,
D. A.
Callahan
,
R. L.
Berger
,
J. L.
Milovich
,
P. K.
Patel
,
T.
Ma
,
A.
Pak
,
L. R.
Benedetti
,
M.
Millot
,
C.
Jarrott
,
O. L.
Landen
,
R. M.
Bionta
,
B. J.
MacGowan
,
D. J.
Strozzi
,
M.
Stadermann
,
J.
Biener
,
A.
Nikroo
,
C. S.
Goyon
,
N.
Izumi
,
S. R.
Nagel
,
B.
Bachmann
,
P. L.
Volegov
,
D. N.
Fittinghoff
,
G. P.
Grim
,
C. B.
Yeamans
,
M.
Gatu Johnson
,
J. A.
Frenje
,
N.
Rice
,
C.
Kong
,
J.
Crippen
,
J.
Jaquez
,
K.
Kangas
, and
C.
Wild
,
Phys. Plasmas
25
,
056308
(
2018
).
41.
D. S.
Clark
,
C. R.
Weber
,
J. L.
Milovich
,
J. D.
Salmonson
,
A. L.
Kritcher
,
S. W.
Haan
,
B. A.
Hammel
,
D. E.
Hinkel
,
O. A.
Hurricane
,
O. S.
Jones
,
M. M.
Marinak
,
P. K.
Patel
,
H. F.
Robey
,
S. M.
Sepke
, and
M. J.
Edwards
,
Phys. Plasmas
23
,
056302
(
2016
).
You do not currently have access to this content.