Abstract
Inertial fusion energy (IFE) has been considered a promising, nearly inexhaustible source of sustainable carbon-free power for the world’s energy future. It has long been recognized that the control of hydrodynamic instabilities is of critical importance for ignition and high-gain in the inertial-confinement fusion (ICF) hot-spot ignition scheme. In this mini-review, we summarize the progress of theoretical and simulation research of hydrodynamic instabilities in the ICF central hot-spot implosion in our group over the past decade. In order to obtain sufficient understanding of the growth of hydrodynamic instabilities in ICF, we first decompose the problem into different stages according to the implosion physics processes. The decomposed essential physics pro- cesses that are associated with ICF implosions, such as Rayleigh-Taylor instability (RTI), Richtmyer-Meshkov instability (RMI), Kelvin-Helmholtz instability (KHI), convergent geometry effects, as well as perturbation feed-through are reviewed. Analyti- cal models in planar, cylindrical, and spherical geometries have been established to study different physical aspects, including density-gradient, interface-coupling, geometry, and convergent effects. The influence of ablation in the presence of preheating on the RTI has been extensively studied by numerical simulations. The KHI considering the ablation effect has been discussed in detail for the first time. A series of single-mode ablative RTI experiments has been performed on the Shenguang-II laser facility. The theoretical and simulation research provides us the physical insights of linear and weakly nonlinear growths, and nonlinear evolutions of the hydrodynamic instabilities in ICF implosions, which has directly supported the research of ICF ignition target design. The ICF hot-spot ignition implosion design that uses several controlling features, based on our current understanding of hydrodynamic instabilities, to address shell implosion stability, has been briefly described, several of which are novel.
Similar content being viewed by others
References
J. H. Nuckolls, Phys. Today 35, 24 (1982).
M. I. Hoffert, K. Caldeira, G. Benford, D. R. Criswell, C. Green, H. Herzog, A. K. Jain, H. S. Kheshgi, K. S. Lackner, J. S. Lewis, H. D. Lightfoot, W. Manheimer, J. C. Mankins, M. E. Mauel, L. J. Perkins, M. E. Schlesinger, T. Volk, and T. M. L. Wigley, Science 298, 981 (2002).
E. I. Moses, Energ. Conv. Manage. 49, 1795 (2008).
M. H. Key, Nature 412, 775 (2001).
J. M. Dawson, Phys. Fluids 7, 981 (1964).
N. G. Basov, and O. N. Krokhin, J Electrochem Plating Tech 19, 123 (1964).
G. C. Wang, Atomic Energy Sci Tech, 22, 7 (1988).
J. Nuckolls, L. Wood, A. Thiessen, and G. Zimmerman, Nature 239, 139 (1972).
J. Lindl, Phys. Plasmas 2, 3933 (1995).
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).
J. Lindl, O. Landen, J. Edwards, and E. Moses, Phys. Plasmas 21, 020501 (2014).
S. Atzeni, and J. Meyer-ter-Vehn, The Physics of Inertial Fusion: Beam Plasma Interaction Hydrodynamics, Hot Dense Mater (Oxford University Press, Oxford, 2004).
R. P. Drake, High-Energy-Density Physics: Fundamentals, Inertial Fusion and Experimental Astrophysics (Springer, New York, 2006).
R. Betti, and O. A. Hurricane, Nat. Phys. 12, 717 (2016).
S. Pfalzner, An Introduction to Inertial Confinement Fusion (Boca Raton, CRC Press, 2006).
G. C. Wang, and Z. S. Yuan, Inertial Confinement Nuclear Fusion (in Chinese) (Atomic Energy Press, Beijing, 2005).
J. Zhang, and T. Q. Chang, Fundaments of the Target Physics for Laser Fusion (in Chinese) (National Defense Industry Press, Beijing, 2004).
S. H. Wen, and Y. K. Ding, et al., Laser Inertial Confinement Fusion Diagnostics (in Chinese) (National Defense Industry Press, Beijing, 2012).
X. T. He, and W. Y. Zhang, Eur. Phys. J. D 44, 227 (2007).
W. Y. Zhang, W. H. Ye, J. F. Wu, W. Y. Miu, Z. F. Fan, L. F. Wang, J. F. Gu, Z. S. Dai, Z. R. Cao, X. W. Xu, Y. T. Yuan, D. G. Kang, Y. S. Li, X. J. Yu, C. L. Liu, C. Xue, W. D. Zheng, M. Wang, W. B. Pei, S. P. Zhu, S. E. Jiang, S. Y. Liu, Y. K. Ding, and X. T. He, Sci. Sin.-Phys. Mech. Astron 44, 1 (2014).
R. S. Craxton, K. S. Anderson, T. R. Boehly, V. N. Goncharov, D. R. Harding, J. P. Knauer, R. L. McCrory, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, J. F. Myatt, A. J. Schmitt, J. D. Sethian, R. W. Short, S. Skupsky, W. Theobald, W. L. Kruer, K. Tanaka, R. Betti, T. J. B. Collins, J. A. Delettrez, S. X. Hu, J. A. Marozas, A. V. Maximov, D. T. Michel, P. B. Radha, S. P. Regan, T. C. Sangster, W. Seka, A. A. Solodov, J. M. Soures, C. Stoeckl, and J. D. Zuegel, Phys. Plasmas 22, 110501 (2015).
J. D. Moody, D. A. Callahan, D. E. Hinkel, P. A. Amendt, K. L. Baker, D. Bradley, P. M. Celliers, E. L. Dewald, L. Divol, T. Doppner, D. C. Eder, M. J. Edwards, O. Jones, S. W. Haan, D. Ho, L. B. Hopkins, N. Izumi, D. Kalantar, R. L. Kauffman, J. D. Kilkenny, O. Landen, B. Lasinski, S. LePape, T. Ma, B. J. MacGowan, S. A. MacLaren, A. J. Mackinnon, D. Meeker, N. Meezan, P. Michel, J. L. Milovich, D. Munro, A. E. Pak, M. Rosen, J. Ralph, H. F. Robey, J. S. Ross, M. B. Schneider, D. Strozzi, E. Storm, C. Thomas, R. P. J. Town, K. L. Widmann, J. Kline, G. Kyrala, A. Nikroo, T. Boehly, A. S. Moore, and S. H. Glenzer, Phys. Plasmas 21, 056317 (2014).
K. Lan, J. Liu, Z. Li, X. Xie, W. Huo, Y. Chen, G. Ren, C. Zheng, D. Yang, S. Li, Z. Yang, L. Guo, S. Li, M. Zhang, X. Han, C. Zhai, L. Hou, Y. Li, K. Deng, Z. Yuan, X. Zhan, F. Wang, G. Yuan, H. Zhang, B. Jiang, L. Huang, W. Zhang, K. Du, R. Zhao, P. Li, W. Wang, J. Su, X. Deng, D. Hu, W. Zhou, H. Jia, Y. Ding, W. Zheng, and X. He, Matter Radiation at Extremes 1, 8 (2016).
W. Huo, Z. Li, D. Yang, K. Lan, J. Liu, G. Ren, S. Li, Z. Yang, L. Guo, L. Hou, X. Xie, Y. Li, K. Deng, Z. Yuan, X. Zhan, G. Yuan, H. Zhang, B. Jiang, L. Huang, K. Du, R. Zhao, P. Li, W. Wang, J. Su, Y. Ding, X. He, and W. Zhang, Matter Radiation at Extremes 1, 2 (2016).
O. A. Hurricane, D. A. Callahan, D. T. Casey, E. L. Dewald, T. R. Dittrich, T. Doppner, S. Haan, D. E. Hinkel, L. F. Berzak Hopkins, O. Jones, A. L. Kritcher, S. Le Pape, T. Ma, A. G. MacPhee, J. L. Milovich, J. Moody, A. Pak, H. S. Park, P. K. Patel, J. E. Ralph, H. F. Robey, J. S. Ross, J. D. Salmonson, B. K. Spears, P. T. Springer, R. Tommasini, F. Albert, L. R. Benedetti, R. Bionta, E. Bond, D. K. Bradley, J. Caggiano, P. M. Celliers, C. Cerjan, J. A. Church, R. Dylla-Spears, D. Edgell, M. J. Edwards, D. Fittinghoff, M. A. Barrios Garcia, A. Hamza, R. Hatarik, H. Herrmann, M. Hohenberger, D. Hoover, J. L. Kline, G. Kyrala, B. Kozioziemski, G. Grim, J. E. Field, J. Frenje, N. Izumi, M. Gatu Johnson, S. F. Khan, J. Knauer, T. Kohut, O. Landen, F. Merrill, P. Michel, A. Moore, S. R. Nagel, A. Nikroo, T. Parham, R. R. Rygg, D. Sayre, M. Schneider, D. Shaughnessy, D. Strozzi, R. P. J. Town, D. Turnbull, P. Volegov, A. Wan, K. Widmann, C. Wilde, and C. Yeamans, Nat. Phys. 12, 800 (2016).
T. Ma, O. A. Hurricane, D. A. Callahan, M. A. Barrios, D. T. Casey, E. L. Dewald, T. R. Dittrich, T. Doppner, S. W. Haan, D. E. Hinkel, L. F. Berzak Hopkins, S. Le Pape, A. G. MacPhee, A. Pak, H. S. Park, P. K. Patel, B. A. Remington, H. F. Robey, J. D. Salmonson, P. T. Springer, R. Tommasini, L. R. Benedetti, R. Bionta, E. Bond, D. K. Bradley, J. Caggiano, P. Celliers, C. J. Cerjan, J. A. Church, S. Dixit, R. Dylla-Spears, D. Edgell, M. J. Edwards, J. Field, D. N. Fittinghoff, J. A. Frenje, M. Gatu Johnson, G. Grim, N. Guler, R. Hatarik, H. W. Herrmann, W. W. Hsing, N. Izumi, O. S. Jones, S. F. Khan, J. D. Kilkenny, J. Knauer, T. Kohut, B. Kozioziemski, A. Kritcher, G. Kyrala, O. L. Landen, B. J. MacGowan, A. J. Mackinnon, N. B. Meezan, F. E. Merrill, J. D. Moody, S. R. Nagel, A. Nikroo, T. Parham, J. E. Ralph, M. D. Rosen, J. R. Rygg, J. Sater, D. Sayre, M. B. Schneider, D. Shaughnessy, B. K. Spears, R. P. J. Town, P. L. Volegov, A. Wan, K. Widmann, C. H. Wilde, and C. Yeamans, Phys. Rev. Lett. 114, 145004 (2015).
T. Doppner, D. A. Callahan, O. A. Hurricane, D. E. Hinkel, T. Ma, H. S. Park, L. F. Berzak Hopkins, D. T. Casey, P. Celliers, E. L. Dewald, T. R. Dittrich, S. W. Haan, A. L. Kritcher, A. MacPhee, S. Le Pape, A. Pak, P. K. Patel, P. T. Springer, J. D. Salmonson, R. Tommasini, L. R. Benedetti, E. Bond, D. K. Bradley, J. Caggiano, J. Church, S. Dixit, D. Edgell, M. J. Edwards, D. N. Fittinghoff, J. Frenje, M. Gatu Johnson, G. Grim, R. Hatarik, M. Havre, H. Herrmann, N. Izumi, S. F. Khan, J. L. Kline, J. Knauer, G. A. Kyrala, O. L. Landen, F. E. Merrill, J. Moody, A. S. Moore, A. Nikroo, J. E. Ralph, B. A. Remington, H. F. Robey, D. Sayre, M. Schneider, H. Streckert, R. Town, D. Turnbull, P. L. Volegov, A. Wan, K. Widmann, C. H. Wilde, and C. Yeamans, Phys. Rev. Lett. 115, 055001 (2015).
D. A. Callahan, O. A. Hurricane, D. E. Hinkel, T. Doppner, T. Ma, H. S. Park, M. A. Barrios Garcia, L. F. Berzak Hopkins, D. T. Casey, C. J. Cerjan, E. L. Dewald, T. R. Dittrich, M. J. Edwards, S. W. Haan, A. V. Hamza, J. L. Kline, J. P. Knauer, A. L. Kritcher, O. L. Landen, S. LePape, A. G. MacPhee, J. L. Milovich, A. Nikroo, A. E. Pak, P. K. Patel, J. R. Rygg, J. E. Ralph, J. D. Salmonson, B. K. Spears, P. T. Springer, R. Tommasini, L. R. Benedetti, R. M. Bionta, E. J. Bond, D. K. Bradley, J. A. Caggiano, J. E. Field, D. N. Fittinghoff, J. Frenje, M. Gatu Johnson, G. P. Grim, R. Hatarik, F. E. Merrill, S. R. Nagel, N. Izumi, S. F. Khan, R. P. J. Town, D. B. Sayre, P. Volegov, and C. H. Wilde, Phys. Plasmas 22, 056314 (2015).
M. J. Edwards, P. K. Patel, J. D. Lindl, L. J. Atherton, S. H. Glenzer, S. W. Haan, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, E. I. Moses, A. Nikroo, R. Petrasso, T. C. Sangster, P. T. Springer, S. Batha, R. Benedetti, L. Bernstein, R. Betti, D. L. Bleuel, T. R. Boehly, D. K. Bradley, J. A. Caggiano, D. A. Callahan, P. M. Celliers, C. J. Cerjan, K. C. Chen, D. S. Clark, G. W. Collins, E. L. Dewald, L. Divol, S. Dixit, T. Doeppner, D. H. Edgell, J. E. Fair, M. Farrell, R. J. Fortner, J. Frenje, M. G. Gatu Johnson, E. Giraldez, V. Y. Glebov, G. Grim, B. A. Hammel, A. V. Hamza, D. R. Harding, S. P. Hatchett, N. Hein, H. W. Herrmann, D. Hicks, D. E. Hinkel, M. Hoppe, W. W. Hsing, N. Izumi, B. Jacoby, O. S. Jones, D. Kalantar, R. Kauffman, J. L. Kline, J. P. Knauer, J. A. Koch, B. J. Kozioziemski, G. Kyrala, K. N. LaFortune, S. L. Pape, R. J. Leeper, R. Lerche, T. Ma, B. J. MacGowan, A. J. MacKinnon, A. Macphee, E. R. Mapoles, M. M. Marinak, M. Mauldin, P. W. McKenty, M. Meezan, P. A. Michel, J. Milovich, J. D. Moody, M. Moran, D. H. Munro, C. L. Olson, K. Opachich, A. E. Pak, T. Parham, H. S. Park, J. E. Ralph, S. P. Regan, B. Remington, H. Rinderknecht, H. F. Robey, M. Rosen, S. Ross, J. D. Salmonson, J. Sater, D. H. Schneider, F. H. Seguin, S. M. Sepke, D. A. Shaughnessy, V. A. Smalyuk, B. K. Spears, C. Stoeckl, W. Stoeffl, L. Suter, C. A. Thomas, R. Tommasini, R. P. Town, S. V. Weber, P. J. Wegner, K. Widman, M. Wilke, D. C. Wilson, C. B. Yeamans, and A. Zylstra, Phys. Plasmas 20, 070501 (2013).
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).
S. Chandrasekhar, Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability (Oxford University, London, 1961).
V. N. Goncharov, and O. A. Hurricane, Workshop on the Science of Fusion Ignition on NIF, Panel 3: Implosion Hydrodynamics, Technical Report (Lawrence Livermore National Laboratory, 2012).
S. P. Regan, R. Epstein, B. A. Hammel, L. J. Suter, H. A. Scott, M. A. Barrios, D. K. Bradley, D. A. Callahan, C. Cerjan, G. W. Collins, S. N. Dixit, T. Doppner, M. J. Edwards, D. R. Farley, K. B. Fournier, S. Glenn, S. H. Glenzer, I. E. Golovkin, S. W. Haan, A. Hamza, D. G. Hicks, N. Izumi, O. S. Jones, J. D. Kilkenny, J. L. Kline, G. A. Kyrala, O. L. Landen, T. Ma, J. J. MacFarlane, A. J. MacKinnon, R. C. Mancini, R. L. McCrory, N. B. Meezan, D. D. Meyerhofer, A. Nikroo, H. S. Park, J. Ralph, B. A. Remington, T. C. Sangster, V. A. Smalyuk, P. T. Springer, and R. P. J. Town, Phys. Rev. Lett. 111, 045001 (2013).
O. A. Hurricane, D. A. Callahan, D. T. Casey, P. M. Celliers, C. Cerjan, E. L. Dewald, T. R. Dittrich, T. Doppner, D. E. Hinkel, L. F. B. Hopkins, J. L. Kline, S. Le 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).
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).
B. A. Hammel, M. J. Edwards, S. W. Haan, M. M. Marinak, M. Patel, H. Robey, and J. Salmonson, J. Phys.-Conf. Ser. 112, 022007 (2008).
V. A. Thomas, and R. J. Kares, Phys. Rev. Lett. 109, 075004 (2012).
B. A. Hammel, H. A. Scott, S. P. Regan, C. Cerjan, D. S. Clark, M. J. Edwards, R. Epstein, S. H. Glenzer, S. W. Haan, N. Izumi, J. A. Koch, G. A. Kyrala, O. L. Landen, S. H. Langer, K. Peterson, V. A. Smalyuk, L. J. Suter, and D. C. Wilson, Phys. Plasmas 18, 056310 (2011).
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).
P. B. Radha, V. N. Goncharov, T. J. B. Collins, J. A. Delettrez, Y. Elbaz, V. Y. Glebov, R. L. Keck, D. E. Keller, J. P. Knauer, J. A. Marozas, F. J. Marshall, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, S. P. Regan, T. C. Sangster, D. Shvarts, S. Skupsky, Y. Srebro, R. P. J. Town, and C. Stoeckl, Phys. Plasmas 12, 032702 (2005).
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. Strobel, and L. J. Suter, Nucl. Fusion 44, S171 (2004).
S. Atzeni, Plasma Phys. Control. Fusion 51, 124029 (2009).
L. Rayleigh, Proc. London Math. Soc. 14, 170 (1883).
G. Taylor, Proc. R. Soc. A-Math. Phys. Eng. Sci. 201, 192 (1950).
J. D. Kilkenny, S. G. Glendinning, S. W. Haan, B. A. Hammel, J. D. Lindl, D. Munro, B. A. Remington, S. V. Weber, J. P. Knauer, and C. P. Verdon, Phys. Plasmas 1, 1379 (1994).
R. D. Richtmyer, Commun. Pure. Appl. Math. 13, 297 (1960).
E. E. Meshkov, Fluid Dyn. 4, 101 (1969).
V. N. Goncharov, Phys. Rev. Lett. 82, 2091 (1999).
A. Marocchino, S. Atzeni, and A. Schiavi, Phys. Plasmas 17, 112703 (2010).
Y. Aglitskiy, A. L. Velikovich, M. Karasik, N. Metzler, S. T. Zalesak, A. J. Schmitt, L. Phillips, J. H. Gardner, V. Serlin, J. L. Weaver, and S. P. Obenschain, Phil. Trans. R. Soc. London, Ser. A 368, 1739 (2010).
W. T. Kelvin, Philos. Mag. 42, 362 (1871).
H. V. Helmholtz, Monatsberichte der Koiglichen Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin 23, 215 (1868).
G. I. Bell, Taylor Instability on Cylinders and Spheres in the Small Amplitude Appromimation, Technical Report(Los Alamos National Laboratory Research Library, {fy1951}).
M. S. Plesset, J. Appl. Phys. 25, 96 (1954).
W. H. Ye, L. F. Wang, C. Xue, Z. F. Fan, and X. T. He, Phys. Plasmas 18, 022704 (2011).
L. F. Wang, B. L. Yang, W. H. Ye, and X. T. He, Phys. Plasmas 19, 072704 (2012).
B. L. Yang, L. F. Wang, W. H. Ye, and C. Xue, Phys. Plasmas 18, 072111 (2011).
L. F. Wang, C. Xue, W. H. Ye, and Y. J. Li, Phys. Plasmas 16, 112104 (2009).
L. F. Wang, W. H. Ye, and Y. J. Li, Phys. Plasmas 17, 042103 (2010).
W. H. Ye, L. F. Wang, C. Xue, Z. F. Fan, and X. T. He, Phys. Plasmas 18, 022704 (2011).
R. L. Ingraham, Proc. Phys. Soc. B 67, 748 (1954).
J. W. Jacobs, and I. Catton, J. Fluid Mech. 187, 329 (1988).
S. W. Haan, Phys. Fluids B-Plasma Phys. 3, 2349 (1991).
M. Berning, and A. M. Rubenchik, Phys. Fluids 10, 1564 (1998).
L. F. Wang, W. H. Ye, and Y. J. Li, Chin. Phys. Lett. 27, 025203 (2010).
W. H. Liu, L. F. Wang, W. H. Ye, and X. T. He, Phys. Plasmas 19, 042705 (2012).
L. F. Wang, J. F. Wu, Z. F. Fan, W. H. Ye, X. T. He, W. Y. Zhang, Z. S. Dai, J. F. Gu, and C. Xue, Phys. Plasmas 19, 112706 (2012).
J. T. Waddell, C. E. Niederhaus, and J. W. Jacobs, Phys. Fluids 13, 1263 (2001).
J. P. Wilkinson, and J. W. Jacobs, Phys. Fluids 19, 124102 (2007).
L. F. Wang, W. H. Ye, Z. F. Fan, Y. J. Li, X. T. He, and M. Y. Yu, Europhys. Lett. 86, 15002 (2009).
L. F. Wang, W. H. Ye, Z. F. Fan, C. Xue, and Y. J. Li, Chin. Phys. Lett. 26, 074704 (2009).
D. Layzer, Astrophys. J. 122, 1 (1955).
Q. Zhang, Phys. Rev. Lett. 81, 3391 (1998).
V. N. Goncharov, Phys. Rev. Lett. 88, 134502 (2002).
Y. S. Tao, L. F. Wang, W. H. Ye, G. C. Zhang, J. C. Zhang, and Y. J. Li, Acta Phys. Sin. 61, 075207 (2012).
X. H. Huo, L. F. Wang, Y. S. Tao, and Y. J. Li, Acta Phys. Sin. 62, 144705 (2013).
W. H. Liu, L. F. Wang, W. H. Ye, and X. T. He, Phys. Plasmas 20, 062101 (2013).
K. O. Mikaelian, Phys. Rev. A 26, 2140 (1982).
K. O. Mikaelian, Phys. Rev. A 28, 1637 (1983).
K. O. Mikaelian, Phys. Fluids 7, 888 (1995).
L. F. Wang, H. Y. Guo, J. F. Wu, W. H. Ye, J. Liu, W. Y. Zhang, and X. T. He, Phys. Plasmas 21, 122710 (2014).
W. W. Hsing, and N. M. Hoffman, Phys. Rev. Lett. 78, 3876 (1997).
S. T. Weir, E. A. Chandler, and B. T. Goodwin, Phys. Rev. Lett. 80, 3763 (1998).
K. Shigemori, H. Azechi, M. Nakai, T. Endo, T. Nagaya, and T. Yamanaka, Phys. Rev. E 65, 045401 (2002).
S. P. Regan, J. A. Delettrez, V. N. Goncharov, F. J. Marshall, J. M. Soures, V. A. Smalyuk, P. B. Radha, B. Yaakobi, R. Epstein, V. Y. Glebov, P. A. Jaanimagi, D. D. Meyerhofer, T. C. Sangster, W. Seka, S. Skupsky, C. Stoeckl, D. A. Haynes, J. A. Frenje, C. K. Li, R. D. Petrasso, and F. H. Séguin, Phys. Rev. Lett. 92, 185002 (2004).
A. N. Simakov, D. C. Wilson, S. A. Yi, J. L. Kline, D. S. Clark, J. L. Milovich, J. D. Salmonson, and S. H. Batha, Phys. Plasmas 21, 022701 (2014).
S. A. Yi, A. N. Simakov, D. C. Wilson, R. E. Olson, J. L. Kline, D. S. Clark, B. A. Hammel, J. L. Milovich, J. D. Salmonson, B. J. Kozioziemski, and S. H. Batha, Phys. Plasmas 21, 092701 (2014).
J. L. Milovich, P. Amendt, M. Marinak, and H. Robey, Phys. Plasmas 11, 1552 (2004).
L. F. Wang, J. F. Wu, W. H. Ye, W. Y. Zhang, and X. T. He, Phys. Plasmas 20, 042708 (2013).
K. O. Mikaelian, Phys. Rev. A 42, 3400 (1990).
K. O. Mikaelian, Phys. Fluids 17, 094105 (2005).
P. Amendt, Phys. Plasmas 13, 042702 (2006).
P. Amendt, J. D. Colvin, J. D. Ramshaw, H. F. Robey, and O. L. Landen, Phys. Plasmas 10, 820 (2003).
R. Epstein, Phys. Plasmas 11, 5114 (2004).
C. R. Weber, D. S. Clark, A. W. Cook, D. C. Eder, S. W. Haan, B. A. Hammel, D. E. Hinkel, O. S. Jones, M. M. Marinak, J. L. Milovich, P. K. Patel, H. F. Robey, J. D. Salmonson, S. M. Sepke, and C. A. Thomas, Phys. Plasmas 22, 032702 (2015).
D. S. Clark, M. M. Marinak, C. R. Weber, D. C. Eder, S. W. Haan, B. A. Hammel, D. E. Hinkel, O. S. Jones, J. L. Milovich, P. K. Patel, H. F. Robey, J. D. Salmonson, S. M. Sepke, and C. A. Thomas, Phys. Plasmas 22, 022703 (2015).
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).
L. F. Wang, J. F. Wu, H. Y. Guo, W. H. Ye, J. Liu. W. Y. Zhang, and X. T. He, Phys. Plasmas 22, 082702 (2015).
L. F.Wang, W. H. Ye, and Y. J. Li, Phys. Plasmas 17, 052305 (2010).
L. F. Wang, W. H. Ye, Z. F. Fan, and Y. J. Li, EPL 90, 15001 (2010).
S. E. Bodner, Phys. Rev. Lett. 33, 761 (1974).
H. Takabe, K. Mima, L. Montierth, and R. L. Morse, Phys. Fluids 28, 3676 (1985).
M. Tabak, D. H. Munro, and J. D. Lindl, Phys. Fluids B-Plasma Phys. 2, 1007 (1990).
A. R. Piriz, J. Sanz, and L. F. Ibanez, Phys. Plasmas 4, 1117 (1997).
J. Sanz, Phys. Rev. Lett. 73, 2700 (1994).
V. N. Goncharov, R. Betti, R. L. McCrory, P. Sorotokin, and C. P. Verdon, Phys. Plasmas 3, 1402 (1996).
V. N. Goncharov, R. Betti, R. L. McCrory, and C. P. Verdon, Phys. Plasmas 3, 4665 (1996).
R. Betti, V. N. Goncharov, R. L. McCrory, and C. P. Verdon, Phys. Plasmas 5, 1446 (1998).
S. G. Glendinning, S. N. Dixit, B. A. Hammel, D. H. Kalantar, M. H. Key, J. D. Kilkenny, J. P. Knauer, D. M. Pennington, B. A. Remington, R. J. Wallace, and S. V. Weber, Phys. Rev. Lett. 78, 3318 (1997).
T. Sakaiya, H. Azechi, M. Matsuoka, N. Izumi, M. Nakai, K. Shigemori, H. Shiraga, A. Sunahara, H. Takabe, and T. Yamanaka, Phys. Rev. Lett. 88, 145003 (2002).
S. A. Piriz, A. R. Piriz, and N. A. Tahir, Phys. Plasmas 16, 082706 (2009).
W. Ye, W. Zhang, and X. T. He, Phys. Rev. E 65, 057401 (2002).
S. Fujioka, H. Shiraga, M. Nishikino, K. Shigemori, A. Sunahara, M. Nakai, H. Azechi, K. Nishihara, and T. Yamanaka, Phys. Plasmas 10, 4784 (2003).
J. Li, B. Zhao, H. Li, and J. Zheng, Plasma Phys. Control. Fusion 52, 085008 (2010).
D. G. Colombant, W. M. Manheimer, and M. Busquet, Phys. Plasmas 12, 072702 (2005).
W. Manheimer, D. Colombant, and V. Goncharov, Phys. Plasmas 15, 083103 (2008).
J. Sanz, J. Ramirez, R. Ramis, R. Betti, and R. P. J. Town, Phys. Rev. Lett. 89, 195002 (2002).
T. Ikegawa, and K. Nishihara, Phys. Rev. Lett. 89, 115001 (2002).
J. Garnier, P. A. Raviart, C. Cherfils-Clerouin, and L. Masse, Phys. Rev. Lett. 90, 185003 (2003).
L. F. Wang, W. H. Ye, Z. M. Sheng, W. S. Don, Y. J. Li, and X. T. He, Phys. Plasmas 17, 122706 (2010).
L. F. Wang, W. H. Ye, and X. T. He, Phys. Plasmas 19, 012706 (2012).
L. F. Wang, W. H. Ye, W. Y. Zhang, and X. T. He, Phys. Scr. T155, 014018 (2013).
R. L. McCrory, L. Montierth, R. L. Morse, and C. P. Verdon, Phys. Rev. Lett. 46, 336 (1981).
R. R. Whitlock, M. H. Emery, J. A. Stamper, E. A. McLean, S. P. Obenschain, and M. C. Peckerar, Phys. Rev. Lett. 52, 819 (1984).
L. Spitzer, and R. Harm, Phys. Rev. 89, 977 (1953).
A. R. Bell, Phys. Fluids 28, 2007 (1985).
W. H. Ye, X. T. He, W. Y. Zhang, and M. Y. Yu, EPL 96, 35002 (2011).
R. Betti, and J. Sanz, Phys. Rev. Lett. 97, 205002 (2006).
W. H. Ye, L. F. Wang, and X. T. He, Phys. Plasmas 17,122704 (2010).
B. A. Remington, R. P. Drake, H. Takabe, and D. Arnett, Phys. Plasmas 7, 1641 (2000).
D. K. Bradley, D. G. Braun, S. G. Glendinning, M. J. Edwards, J. L. Milovich, C. M. Sorce, G. W. Collins, S. W. Haan, R. H. Page, R. J. Wallace, and J. L. Kaae, Phys. Plasmas 14, 056313 (2007).
J. O. Kane, H. F. Robey, B. A. Remington, R. P. Drake, J. Knauer, D. D. Ryutov, H. Louis, R. Teyssier, O. Hurricane, D. Arnett, R. Rosner, and A. Calder, Phys. Rev. E 63, 055401 (2001).
S. Nakai, K. Mima, and T. Yamanaka, in Present Status and Future Prospects of Laser Fusion Research at ILE, Osaka: Proceedings of the Fifteen International Conference on Plasma Physics and Controlled Fusion Research 1994 (IAEA, Vienna, 1995).
W. H. Ye, L. F. Wang, and X. T. He, Chin. Phys. Lett. 27, 125203 (2010).
J. M. Foster, B. H. Wilde, P. A. Rosen, R. J. R. Williams, B. E. Blue, R. F. Coker, R. P. Drake, A. Frank, P. A. Keiter, A. M. Khokhlov, J. P. Knauer, and T. S. Perry, Astrophys. J. 634, L77 (2005).
S. V. Lebedev, J. P. Chittenden, F. N. Beg, S. N. Bland, A. Ciardi, D. Ampleford, S. Hughes, M. G. Haines, A. Frank, E. G. Blackman, and T. Gardiner, Astrophys. J. 564, 113 (2002).
P. E. Hardee, Astrophys. Space Sci. 293, 117 (2004).
M. Livio, Phys. Rep. 311, 225 (1999).
B. A. Remington, R. P. Drake, and D. D. Ryutov, Rev. Mod. Phys. 78, 755 (2006).
A. Miura, Phys. Rev. Lett. 83, 1586 (1999).
A. Miura, and P. L. Pritchett, J. Geophys. Res. 87, 7431 (1982).
T. K. M. Nakamura, and M. Fujimoto, Phys. Rev. Lett. 101, 165002 (2008).
D. A. Knoll, and L. Chacon, Phys. Rev. Lett. 88, 215003 (2002).
J. M. Stone, N. Turner, K. Estabrook, B. Remington, D. Farley, S. G. Glendinning, and S. Glenzer, Astrophys J Suppl S 127, 497 (2000).
K. Shigemori, R. Kodama, D. R. Farley, T. Koase, K. G. Estabrook, B. A. Remington, D. D. Ryutov, Y. Ochi, H. Azechi, J. Stone, and N. Turner, Phys. Rev. E 62, 8838 (2000).
D. R. Farley, K. G. Estabrook, S. G. Glendinning, S. H. Glenzer, B. A. Remington, K. Shigemori, J. M. Stone, R. J. Wallace, G. B. Zimmerman, and J. A. Harte, Phys. Rev. Lett. 83, 1982 (1999).
L. F. Wang, W. H. Ye, and Y. J. Li, Europhys. Lett. 87, 54005 (2009).
L. F. Wang, W. H. Ye, W. S. Don, Z. M. Sheng, Y. J. Li, and X. T. He, Phys. Plasmas 17, 122308 (2010).
H. Hasegawa, M. Fujimoto, T. D. Phan, H. Reme, A. Balogh, M. W. Dunlop, C. Hashimoto, and R. TanDokoro, Nature 430, 755 (2004).
M. Faganello, F. Califano, and F. Pegoraro, Phys. Rev. Lett. 101, 105001 (2008).
L. F. Wang, W. H. Ye, X. T. He, W. Y. Zhang, Z. M. Sheng, and M. Y. Yu, Phys. Plasmas 19, 100701 (2012).
L. Wang, W. Ye, Z. Fan, J. Wu, Y. Li, W. Zhang, and X. He, Plasma Sci. Technol. 15, 961 (2013).
B. A. Remington, S. W. Haan, S. G. Glendinning, J. D. Kilkenny, D. H. Munro, and R. J. Wallace, Phys. Fluids B-Plasma Phys. 4, 967 (1992).
S. V. Weber, B. A. Remington, S. W. Haan, B. G. Wilson, and J. K. Nash, Phys. Plasmas 1, 3652 (1994).
B. A. Remington, S. V. Weber, M. M. Marinak, S. W. Haan, J. D. Kilkenny, R. J. Wallace, and G. Dimonte, Phys. Plasmas 2, 241 (1995).
M. M. Marinak, S. G. Glendinning, R. J. Wallace, B. A. Remington, K. S. Budil, S. W. Haan, R. E. Tipton, and J. D. Kilkenny, Phys. Rev. Lett. 80, 4426 (1998).
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).
K. S. Budil, B. Lasinski, M. J. Edwards, A. S. Wan, B. A. Remington, S. V. Weber, S. G. Glendinning, L. Suter, and P. E. Stry, Phys. Plasmas 8, 2344 (2001).
K. Shigemori, H. Azechi, M. Nakai, M. Honda, K. Meguro, N. Miyanaga, H. Takabe, and K. Mima, Phys. Rev. Lett. 78, 250 (1997).
V. A. Smalyuk, S. X. Hu, V. N. Goncharov, D. D. Meyerhofer, T. C. Sangster, C. Stoeckl, and B. Yaakobi, Phys. Plasmas 15, 082703 (2008).
A. Casner, D. Galmiche, G. Huser, J. P. Jadaud, S. Liberatore, and M. Vandenboomgaerde, Phys. Plasmas 16, 092701 (2009).
A. Casner, V. A. Smalyuk, L. Masse, I. Igumenshchev, S. Liberatore, L. Jacquet, C. Chicanne, P. Loiseau, O. Poujade, D. K. Bradley, H. S. Park, and B. A. Remington, Phys. Plasmas 19, 082708 (2012).
D. T. Casey, V. A. Smalyuk, K. S. Raman, J. L. Peterson, L. Berzak Hopkins, D. A. Callahan, D. S. Clark, E. L. Dewald, T. R. Dittrich, S. W. Haan, D. E. Hinkel, D. Hoover, O. A. Hurricane, J. J. Kroll, O. L. Landen, A. S. Moore, A. Nikroo, H. S. Park, B. A. Remington, H. F. Robey, J. R. Rygg, J. D. Salmonson, R. Tommasini, and K. Widmann, Phys. Rev. E 90, 011102 (2014).
K. S. Raman, V. A. Smalyuk, D. T. Casey, S. W. Haan, D. E. Hoover, O. A. Hurricane, J. J. Kroll, A. Nikroo, J. L. Peterson, B. A. Remington, H. F. Robey, D. S. Clark, B. A. Hammel, O. L. Landen, M. M. Marinak, D. H. Munro, K. J. Peterson, and J. Salmonson, Phys. Plasmas 21, 072710 (2014).
V. A. Smalyuk, D. T. Casey, D. S. Clark, M. J. Edwards, S. W. Haan, A. Hamza, D. E. Hoover, W. W. Hsing, O. Hurricane, J. D. Kilkenny, J. Kroll, O. L. Landen, A. Moore, A. Nikroo, L. Peterson, K. Raman, B. A. Remington, H. F. Robey, S. V. Weber, and K. Widmann, Phys. Rev. Lett. 112, 185003 (2014).
V. A. Smalyuk, S. V. Weber, D. T. Casey, D. S. Clark, J. E. Field, S. W. Haan, B. A. Hammel, A. V. Hamza, D. E. Hoover, O. L. Landen, A. Nikroo, H. F. Robey, and C. R. Weber, Phys. Plasmas 22, 072704 (2015).
Y. T. Yuan, L. F. Wang, S. Y. Tu, J. F. Wu, Z. R. Cao, X. Y. Zhan, W. H. Ye, S. Y. Liu, S. E. Jiang, Y. K. Ding, and W. Y. Miao, Acta Phys. Sin. 63, 235203 (2014).
J. F. Wu, W. Y. Miao, L. F. Wang, Y. T. Yuan, Z. R. Cao, W. H. Ye, Z. F. Fan, B. Deng, W. D. Zheng, M. Wang, W. B. Pei, S. P. Zhu, S. E. Jiang, S. Y. Liu, Y. K. Ding, W. Y. Zhang, and X. T. He, Phys. Plasmas 21, 042707 (2014).
L. F. Wang, W. H. Ye, J. F. Wu, J. Liu, W. Y. Zhang, and X. T. He, Phys. Plasmas 23, 052713 (2016).
L. F. Wang, W. H. Ye, J. F. Wu, J. Liu, W. Y. Zhang, and X. T. He, Phys. Plasmas 23, 122702 (2016).
X. T. He, J. W. Li, Z. F. Fan, L. F. Wang, J. Liu, K. Lan, J. F. Wu, and W. H. Ye, Phys. Plasmas 23, 082706 (2016).
S. Fujioka, A. Sunahara, N. Ohnishi, Y. Tamari, K. Nishihara, H. Azechi, H. Shiraga, M. Nakai, K. Shigemori, T. Sakaiya, M. Tanaka, K. Otani, K. Okuno, T. Watari, T. Yamada, M. Murakami, K. Nagai, T. Norimatsu, Y. Izawa, S. Nozaki, and Y. Chen, Phys. Plasmas 11, 2814 (2004).
J. Sanz, R. Betti, V. A. Smalyuk, M. Olazabal-Loume, V. Drean, V. Tikhonchuk, X. Ribeyre, and J. Feugeas, Phys. Plasmas 16, 082704 (2009).
V. Drean, M. Olazabal-Loume, J. Sanz, and V. T. Tikhonchuk, Phys. Plasmas 17, 122701 (2010).
Z. Fan, S. Zhu, W. Pei, W. Ye, M. Li, X. Xu, J. Wu, Z. Dai, and L. Wang, EPL 99, 65003 (2012).
S. Atzeni, and M. Temporal, Phys. Rev. E 67, 057401 (2003).
A. Schiavi, and S. Atzeni, Phys. Plasmas 14, 070701 (2007).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Wang, L., Ye, W., He, X. et al. Theoretical and simulation research of hydrodynamic instabilities in inertial-confinement fusion implosions. Sci. China Phys. Mech. Astron. 60, 055201 (2017). https://doi.org/10.1007/s11433-017-9016-x
Received:
Accepted:
Published:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-017-9016-x