Resorcinol/formaldehyde (RF) foam-aluminum-quartz-layered targets were shock compressed up to 0.9 TPa in quartz to quantitatively evaluate the pressure-amplification effect of using a low-density RF foam as an ablator. The velocimetry and pyrometry were used to obtain the shock pressure and temperature in the quartz. The results show the use of an RF foam ablator with a density of 100 mg/cm3 increases the peak pressure of quartz by 76 (±11)% compared to the case with a polypropylene ablator. Our results also confirm that preheating of the quartz ahead of the shock wave due to the x rays produced in the ablated foam is negligible, indicating that a low-density RF foam is an ideal ablator material for laser-shock experiments.
References
1.
Y. B.
Zel’dovich
and Y. P.
Raizer
, Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena
(Academic Press
, New York
, 1966
).2.
T. S.
Duffy
and R. F.
Smith
, Front. Earth Sci.
7
, 23
(2019
).3.
R. F.
Smith
, J. H.
Eggert
, R.
Jeanloz
, T. S.
Duffy
, D. G.
Braun
, J. R.
Patterson
, R. E.
Rudd
, J.
Biener
, A. E.
Lazicki
, A. V.
Hamza
, J.
Wang
, T.
Braun
, L. X.
Benedict
, P. M.
Celliers
, and G. W.
Collins
, Nature
511
, 330
–333
(2014
).4.
D.
Batani
, A.
Balducci
, D.
Beretta
, A.
Bernardinello
, T.
Löwer
, and T.
Hall
, Phys. Rev. B
61
, 9287
(2000
).5.
Y.
Inubushi
, T.
Yabuuchi
, T.
Togashi
, K.
Sueda
, K.
Miyanishi
, Y.
Tange
, N.
Ozaki
, T.
Matsuoka
, R.
Kodama
, T.
Osaka
, S.
Matsuyama
, K.
Yamauchi
, H.
Yumoto
, T.
Koyama
, H.
Ohashi
, K.
Tono
, and M.
Yabashi
, Appl. Sci.
10
, 2224
(2020
).6.
D.
Broege
, S.
Fochs
, G.
Brent
, J.
Bromage
, C.
Dorrer
, R. F.
Earley
, M. J.
Guardalben
, J. A.
Marozas
, R. G.
Roides
, J.
Sethian
, X.
Wang
, D.
Weiner
, J.
Zweiback
, and J. D.
Zuegel
, Rev. Sci. Instrum.
90
, 053001
(2019
).7.
P.
Mason
, S.
Banerjee
, J.
Smith
, T.
Butcher
, J. M.
Phillips
, H.
Höppner
, D.
Möller
, K.
Ertel
, M.
De Vido
, I.
Hollingham
, A.
Norton
, S.
Tomlinson
, T.
Zata
, J. S.
Merchan
, C.
Hooker
, M.
Tyldesley
, T.
Toncian
, C.
Hernandez-Gomez
, C.
Edwards
, and J.
Collier
, High Power Laser Sci. Eng.
6
, e65
(2018
).8.
B.
Nagler
, B.
Arnold
, G.
Bouchard
, R. F.
Boyce
, R. M.
Boyce
, A.
Callen
, M.
Campell
, R.
Curiel
, E.
Galtier
, J.
Garofoli
, E.
Granados
, J.
Hastings
, G.
Hays
, P.
Heimann
, R. W.
Lee
, D.
Milathianaki
, L.
Plummer
, A.
Schropp
, A.
Wallace
, M.
Welch
, W.
White
, Z.
Xing
, J. J.
Yin
, J.
Young
, U.
Zastrau
, and H. J.
Lee
, J. Synchrotron Radiat.
22
, 520
(2015
).9.
A.
Lazicki
, D.
McGonegle
, J. R.
Rygg
, D. G.
Braun
, D. C.
Swift
, M. G.
Gorman
, R. F.
Smith
, P. G.
Heighway
, A.
Higginbotham
, M. J.
Suggit
, D. E.
Fratanduono
, F.
Coppari
, C. E.
Wehrenberg
, R. G.
Kraus
, D.
Erskine
, J. V.
Bernier
, J. M.
McNaney
, R. E.
Rudd
, G. W.
Collins
, J. H.
Eggert
, and J. S.
Wark
, Nature
589
, 532
(2021
).10.
M.
Koenig
, B.
Faral
, J. M.
Boudenne
, D.
Batani
, A.
Benuzzi
, and S.
Bossi
, Phys. Rev. E
50
, R3314
(1994
).11.
K.
Takamatsu
, N.
Ozaki
, K. A.
Tanaka
, T.
Ono
, K.
Nagai
, M.
Nakai
, T.
Watari
, A.
Sunahara
, M.
Nakano
, T.
Kataoka
, H.
Takenaka
, M.
Yoshida
, K.
Kondo
, and T.
Yamanaka
, Phys. Rev. E
67
, 056406
(2003
).12.
A.
Benuzzi
, M.
Koenig
, J.
Krishnan
, B.
Faral
, W.
Nazarov
, M.
Temporal
, D.
Batani
, L.
Müller
, F.
Torsiello
, T.
Hall
, and N.
Grandjouan
, Phys. Plasmas
5
, 2827
(1998
).13.
D.
Batani
, A.
Balducci
, W.
Nazarov
, T.
Löwer
, T.
Hall
, M.
Koenig
, B.
Faral
, A.
Benuzzi
, and M.
Temporal
, Phys. Rev. E
63
, 046410
(2001
).14.
M.
Cipriani
, S. Y.
Gus’kov
, R.
De Angelis
, F.
Consoli
, A. A.
Rupasov
, P.
Andreoli
, G.
Cristofari
, and G.
Di Giorgio
, Phys. Plasmas
25
, 092704
(2018
).15.
M.
Cipriani
, S. Y.
Gus’kov
, F.
Consoli
, R.
De Angelis
, A. A.
Rupasov
, P.
Andreoli
, G.
Cristofari
, and G.
Di Giorgio
, “Time-dependent measurement of high-power laser light reflection by low-Z foam plasma
,” High. Power Laser Sci. Eng.
(in press).16.
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
).17.
J. E.
Miller
, T. R.
Boehly
, A.
Melchior
, D. D.
Meyerhofer
, P. M.
Celliers
, J. H.
Eggert
, D. G.
Hicks
, C. M.
Sorce
, J. A.
Oertel
, and P. M.
Emmel
, Rev. Sci. Instrum.
78
, 034903
(2007
).18.
D. G.
Hicks
, T. R.
Boehly
, J. H.
Eggert
, J. E.
Miller
, P. M.
Celliers
, and G. W.
Collins
, Phys. Rev. Lett.
97
, 025502
(2006
).19.
S.
Brygoo
, M.
Millot
, P.
Loubeyre
, A. E.
Lazicki
, S.
Hamel
, T.
Qi
, P. M.
Celliers
, F.
Coppari
, J. H.
Eggert
, D. E.
Fratanduono
, D. G.
Hicks
, J. R.
Rygg
, R. F.
Smith
, D. C.
Swift
, G. W.
Collins
, and R.
Jeanloz
, J. Appl. Phys.
118
, 195901
(2015
).20.
Y.
Kaneyasu
, K.
Nagai
, M.
Cadatal-Raduban
, D.
Golovin
, S.
Shokita
, A.
Yogo
, T.
Jitsuno
, T.
Norimatsu
, and K.
Yamanoi
, High. Power Laser Sci. Eng.
9
, e31
(2021
).21.
K.
Nagai
, C. S. A.
Musgrave
, and W.
Nazarov
, Phys. Plasmas
25
, 030501
(2018
).22.
N.
Ozaki
, K. A.
Tanaka
, T.
Ono
, K.
Shigemori
, M.
Nakai
, H.
Azechi
, T.
Yamanaka
, K.
Wakabayashi
, M.
Yoshida
, H.
Nagao
, and K.
Kondo
, Phys. Plasmas
11
, 1600
(2004
).23.
P.
Nicolai
, M.
Olazabal-Loume
, S.
Fujioka
, A.
Sunahara
, N.
Borisenko
, S.
Gus’kov
, A.
Orekov
, M.
Grech
, G.
Riazuelo
, C.
Labaune
, J.
Velechowski
, and V.
Tikhonchuk
, Phys. Plasmas
19
, 113105
(2012
).24.
S. Y.
Gus’kov
, J.
Limpouch
, P.
Nicolai
, and V. T.
Tikhonchuk
, Phys. Plasmas
18
, 103114
(2011
).25.
26.
M. P.
Desjarlais
, M. D.
Knudson
, and K. R.
Cochrane
, J. Appl. Phys.
122
, 035903
(2017
).27.
F.
Wang
, X.
Peng
, S.
Liu
, T.
Xu
, L.
Mei
, X.
Jiang
, and Y.
Ding
, Rev. Sci. Instrum.
82
, 103108
(2011
).28.
D.
Batani
, W.
Nazarov
, T.
Hall
, T.
Löwer
, M.
Koenig
, B.
Faral
, A.
Benuzzi-Mounaix
, and N.
Grandjouan
, Phys. Rev. E
62
, 8573
(2000
).29.
D.
Batani
, H.
Stabile
, A.
Ravasio
, G.
Lucchini
, F.
Strati
, T.
Desai
, J.
Ullschmied
, E.
Krousky
, J.
Skala
, L.
Juha
, B.
Kralikova
, M.
Pfeifer
, C.
Kadlec
, T.
Mocek
, A.
Präg
, H.
Nishimura
, and Y.
Ochi
, Phys. Rev. E
68
, 067403
(2003
).30.
M. A.
Barrios
, D. G.
Hicks
, T. R.
Boehly
, D. E.
Fratanduono
, J. H.
Eggert
, P. M.
Celliers
, G. W.
Collins
, and D. D.
Meyerhofer
, Phys. Plasmas
17
, 056307
(2010
).31.
M. D.
Knudson
and M. P.
Desjarlais
, Phys. Rev. B
88
, 184107
(2013
).32.
R.
Dezulian
, F.
Canova
, S.
Barbanotti
, F.
Orsenigo
, R.
Redaelli
, T.
Vinci
, G.
Lucchini
, D.
Batani
, B.
Rus
, J.
Polan
, M.
Kozlová
, M.
Stupka
, A. R.
Praeg
, P.
Homer
, T.
Havlicek
, M.
Soukup
, E.
Krousky
, J.
Skala
, R.
Dudzak
, M.
Pfeifer
, H.
Nishimura
, K.
Nagai
, F.
Ito
, T.
Norimatsu
, A.
Kilpio
, E.
Shashkov
, I.
Stuchebrukhov
, V.
Vovchenko
, V.
Chernomyrdin
, and I.
Krasuyk
, Phys. Rev. E
73
, 047401
(2006
).33.
S.
Root
, T. A.
Haill
, J. M. D.
Lane
, A. P.
Thompson
, G. S.
Grest
, D. G.
Schroen
, and T. R.
Mattsson
, J. Appl. Phys.
114
, 103502
(2013
).34.
M.
Koenig
, A.
Benuzzi
, F.
Philippe
, D.
Batani
, T.
Hall
, N.
Grandjouan
, and W.
Nazarov
, Phys. Plasmas
6
, 3296
(1999
).35.
M.
Koenig
, A.
Benuzzi-Mounaix
, D.
Batani
, T.
Hall
, and W.
Nazarov
, Phys. Plasmas
12
, 012706
(2005
).© 2021 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2021
Author(s)
You do not currently have access to this content.