Simulating x-ray Thomson scattering signals from high-density, millimetre-scale plasmas at the National Ignition Facility

作者: D. A. Chapman , D. Kraus , A. L. Kritcher , B. Bachmann , G. W. Collins

DOI: 10.1063/1.4893146

关键词:

摘要: We have developed a model for analysing x-ray Thomson scattering data from high-density, millimetre-scale inhomogeneous plasmas created during ultra-high pressure implosions at the National Ignition Facility in spherically convergent geometry. The density weighting of scattered signal and attenuation incident x-rays throughout target are included using radial profiles density, opacity, ionization state, temperature provided by radiation-hydrodynamics simulations. These simulations show that is strongly weighted toward bulk shocked plasma Fermi degenerate material near ablation front. provides good representation this highly nonuniform can be determined to an accuracy ca. 15% typical analysis techniques with simple 0D calculations. On other hand, mean carbon underestimated. suggest discrepancy due convolution different regions target. Subsequently, we discuss modifications current platform minimise impact inhomogeneities, as well also enable probing conditions more compressed core.

参考文章(84)
M. Schlanges, D. Kremp, Wolf-Dietrich Kraeft, Quantum statistics of nonideal plasmas Springer. ,(2005)
S. H. Glenzer, W. Rozmus, B. J. MacGowan, K. G. Estabrook, J. D. De Groot, G. B. Zimmerman, H. A. Baldis, J. A. Harte, R. W. Lee, E. A. Williams, B. G. Wilson, Thomson Scattering from High-ZLaser-Produced Plasmas Physical Review Letters. ,vol. 82, pp. 97- 100 ,(1999) , 10.1103/PHYSREVLETT.82.97
S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, N. B. Meezan, P. A. Adams, J. B. Alfonso, E. T. Alger, Z. Alherz, L. F. Alvarez, S. S. Alvarez, P. V. Amick, K. S. Andersson, S. D. Andrews, G. J. Antonini, P. A. Arnold, D. P. Atkinson, L. Auyang, S. G. Azevedo, B. N. M. Balaoing, J. A. Baltz, F. Barbosa, G. W. Bardsley, D. A. Barker, A. I. Barnes, A. Baron, R. G. Beeler, B. V. Beeman, L. R. Belk, J. C. Bell, P. M. Bell, R. L. Berger, M. A. Bergonia, L. J. Bernardez, L. V. Berzins, R. C. Bettenhausen, L. Bezerides, S. D. Bhandarkar, C. L. Bishop, E. J. Bond, D. R. Bopp, J. A. Borgman, J. R. Bower, G. A. Bowers, M. W. Bowers, D. T. Boyle, D. K. Bradley, J. L. Bragg, J. Braucht, D. L. Brinkerhoff, D. F. Browning, G. K. Brunton, S. C. Burkhart, S. R. Burns, K. E. Burns, B. Burr, L. M. Burrows, R. K. Butlin, N. J. Cahayag, D. A. Callahan, P. S. Cardinale, R. W. Carey, J. W. Carlson, A. D. Casey, C. Castro, J. R. Celeste, A. Y. Chakicherla, F. W. Chambers, C. Chan, H. Chandrasekaran, C. Chang, R. F. Chapman, K. Charron, Y. Chen, M. J. Christensen, A. J. Churby, T. J. Clancy, B. D. Cline, L. C. Clowdus, D. G. Cocherell, F. E. Coffield, S. J. Cohen, R. L. Costa, J. R. Cox, G. M. Curnow, M. J. Dailey, P. M. Danforth, R. Darbee, P. S. Datte, J. A. Davis, G. A. Deis, R. D. Demaret, E. L. Dewald, P. Di Nicola, J. M. Di Nicola, L. Divol, S. Dixit, D. B. Dobson, T. Doppner, J. D. Driscoll, J. Dugorepec, J. J. Duncan, P. C. Dupuy, E. G. Dzenitis, M. J. Eckart, S. L. Edson, G. J. Edwards, M. J. Edwards, O. D. Edwards, P. W. Edwards, J. C. Ellefson, C. H. Ellerbee, G. V. Erbert, C. M. Estes, W. J. Fabyan, R. N. Fallejo, M. Fedorov, B. Felker, J. T Fink, M. D. Finney, L. F. Finnie, M. J. Fischer, J. M. Fisher, B. T. Fishler, J. W. Florio, A. Forsman, C. B. Foxworthy, R. M. Franks, T. Frazier, G. Frieder, T. Fung, G. N. Gawinski, C. R. Gibson, E. Giraldez, S. M. Glenn, B. P. Golick, H. Gonzales, S. A. Gonzales, M. J. Gonzalez, K. L. Griffin, J. Grippen, S. M. Gross, P. H. Gschweng, G. Gururangan, K. Gu, S. W. Haan, S. R. Hahn, B. J. Haid, J. E. Hamblen, B. A. Hammel, A. V. Hamza, D. L. Hardy, D. R. Hart, R. G. Hartley, C. A. Haynam, G. M. Heestand, M. R. Hermann, G. L. Hermes, D. S. Hey, R. L. Hibbard, D. G. Hicks, D. E. Hinkel, D. L. Hipple, J. D. Hitchcock, D. L. Hodtwalker, J. P. Holder, J. D. Hollis, G. M. Holtmeier, S. R. Huber, A. W. Huey, D. N. Hulsey, S. L. Hunter, T. R. Huppler, M. S. Hutton, N. Izumi, J. L. Jackson, M. A. Jackson, K. S. Jancaitis, D. R. Jedlovec, B. Johnson, M. C. Johnson, T. Johnson, M. P. Johnston, O. S. Jones, D. H. Kalantar, J. H. Kamperschroer, R. L. Kauffman, G. A. Keating, L. M. Kegelmeyer, S. L. Kenitzer, J. R. Kimbrough, K. King, R. K. Kirkwood, J. L. Klingmann, K. M. Knittel, T. R. Kohut, K. G. Koka, S. W. Kramer, J. E. Krammen, K. G. Krauter, G. W. Krauter, E. K. Krieger, J. J. Kroll, K. N. La Fortune, L. J. Lagin, V. K. Lakamsani, O. L. Landen, S. W. Lane, A. B. Langdon, S. H. Langer, N. Lao, D. W. Larson, D. Latray, G. T. Lau, S. Le Pape, B. L. Lechleiter, Y. Lee, T. L. Lee, J. Li, J. A. Liebman, J. D. Lindl, S. F. Locke, H. K. Loey, R. A. London, F. J. Lopez, D. M. Lord, R. R. Lowe-Webb, J. G. Lown, A. P. Ludwigsen, N. W. Lum, R. R. Lyons, T. Ma, A. J. MacKinnon, M. D. Magat, D. T. Maloy, T. N. Malsbury, G. Markham, R. M. Marquez, A. A. Marsh, C. D. Marshall, S. R. Marshall, I. L. Maslennikov, D. G. Mathisen, G. J. Mauger, M. -Y. Mauvais, J. A. McBride, T. McCarville, J. B. McCloud, A. McGrew, B. McHale, A. G. MacPhee, J. F. Meeker, J. S. Merill, E. P. Mertens, P. A. Michel, M. G. Miller, T. Mills, J. L. Milovich, R. Miramontes, R. C. Montesanti, M. M. Montoya, J. Moody, J. D. Moody, K. A. Moreno, J. Morris, K. M. Morriston, J. R. Nelson, M. Neto, J. D. Neumann, E. Ng, Q. M. Ngo, B. L. Olejniczak, R. E. Olson, N. L. Orsi, M. W. Owens, E. H. Padilla, T. M. Pannell, T. G. Parham, R. W. Patterson, G. Pavel, R. R. Prasad, D. Pendlton, F. A. Penko, B. L. Pepmeier, D. E. Petersen, T. W. Phillips, D. Pigg, K. W. Piston, K. D. Pletcher, C. L. Powell, H. B. Radousky, B. S. Raimondi, J. E. Ralph, R. L. Rampke, R. K. Reed, W. A. Reid, V. V. Rekow, J. L. Reynolds, J. J. Rhodes, M. J. Richardson, R. J. Rinnert, B. P. Riordan, A. S. Rivenes, A. T. Rivera, C. J. Roberts, J. A. Robinson, R. B. Robinson, S. R. Robison, O. R. Rodriguez, S. P. Rogers, M. D. Rosen, G. F. Ross, M. Runkel, A. S. Runtal, R. A. Sacks, S. F. Sailors, J. T. Salmon, J. D. Salmonson, R. L. Saunders, J. R. Schaffer, T. M. Schindler, M. J. Schmitt, M. B. Schneider, K. S. Segraves, M. J. Shaw, M. E. Sheldrick, R. T. Shelton, M. K. Shiflett, S. J. Shiromizu, M. Shor, L. L. Silva, S. A. Silva, K. M. Skulina, D. A. Smauley, B. E. Smith, L. K. Smith, A. L. Solomon, S. Sommer, J. G. Soto, N. I. Spafford, D. E. Speck, P. T. Springer, M. Stadermann, F. Stanley, T. G. Stone, E. A. Stout, P. L. Stratton, R. J. Strausser, L. J. Suter, W. Sweet, M. F. Swisher, J. D. Tappero, J. B. Tassano, J. S. Taylor, E. A. Tekle, C. Thai, C. A. Thomas, A. Thomas, A. L. Throop, G. L. Tietbohl, J. M. Tillman, R. P. J. Town, S. L. Townsend, K. L. Tribbey, D. Trummer, J. Truong, J. Vaher, M. Valadez, P. Van Arsdall, A. J. Van Prooyen, E. O. Vergel de Dios, M. D. Vergino, S. P. Vernon, J. L. Vickers, G. T. Villanueva, M. A. Vitalich, S. A. Vonhof, F. E. Wade, R. J. Wallace, C. T. Warren, A. L. Warrick, J. Watkins, S. Weaver, P. J. Wegner, M. A. Weingart, J. Wen, K. S. White, P. K. Whitman, K. Widmann, C. C. Widmayer, K. Wilhelmsen, E. A. Williams, W. H. Williams, L. Willis, E F. Wilson, B. A. Wilson, M. C. Witte, K. Work, P. S. Yang, B. K. Young, K. P. Youngblood, R. A. Zacharias, T. Zaleski, P. G. Zapata, H. Zhang, J. S. Zielinski, J. L. Kline, G. A. Kyrala, C. Niemann, J. D. Kilkenny, A. Nikroo, B. M. Van Wonterghem, L. J. Atherton, E. I. Moses, Demonstration of ignition radiation temperatures in indirect-drive inertial confinement fusion hohlraums. Physical Review Letters. ,vol. 106, pp. 085004- ,(2011) , 10.1103/PHYSREVLETT.106.085004
Zhebin Wang, Jian Zheng, Bin Zhao, C. X. Yu, Xiaohua Jiang, Wenhong Li, Shenye Liu, Yongkun Ding, Zhijian Zheng, Thomson scattering from laser-produced gold plasmas in radiation conversion layer Physics of Plasmas. ,vol. 12, pp. 082703- ,(2005) , 10.1063/1.2008262
M Schumacher, F Smend, I Borchert, Incoherent scattering of gamma rays by inner-shell electrons Journal of Physics B. ,vol. 8, pp. 1428- 1439 ,(1975) , 10.1088/0022-3700/8/9/010
D. Kraus, J. Vorberger, D. O. Gericke, V. Bagnoud, A. Blažević, W. Cayzac, A. Frank, G. Gregori, A. Ortner, A. Otten, F. Roth, G. Schaumann, D. Schumacher, K. Siegenthaler, F. Wagner, K. Wünsch, M. Roth, Probing the complex ion structure in liquid carbon at 100 GPa. Physical Review Letters. ,vol. 111, pp. 255501- 255501 ,(2013) , 10.1103/PHYSREVLETT.111.255501
G. Gregori, S. H. Glenzer, K. B. Fournier, K. M. Campbell, E. L. Dewald, O. S. Jones, J. H. Hammer, S. B. Hansen, R. J. Wallace, O. L. Landen, X-Ray Scattering Measurements of Radiative Heating and Cooling Dynamics Physical Review Letters. ,vol. 101, pp. 045003- ,(2008) , 10.1103/PHYSREVLETT.101.045003
K. Wünsch, J. Vorberger, G. Gregori, D. O. Gericke, X-ray scattering as a probe for warm dense mixtures and high-pressure miscibility EPL. ,vol. 94, pp. 25001- ,(2011) , 10.1209/0295-5075/94/25001
B. Bachmann, A. L. Kritcher, L. R. Benedetti, R. W. Falcone, S. Glenn, J. Hawreliak, N. Izumi, D. Kraus, O. L. Landen, S. Le Pape, T. Ma, F. Pérez, D. Swift, T. Döppner, Using penumbral imaging to measure micrometer size plasma hot spots in Gbar equation of state experiments on the National Ignition Facility Review of Scientific Instruments. ,vol. 85, pp. 11D614- ,(2014) , 10.1063/1.4891303