Qu'est-ce qu'un Hohlraum?
Un hohlraum est un dispositif creux en forme de cylindre qui sert à focaliser et à contrôler le rayonnement. Nommé d'après le mot allemand pour «zone creuse», l'appareil répartit le rayonnement de manière uniforme dans ses murs et chauffe un petit combustible au centre. Il peut être aussi petit qu’un trombone ou une gomme à effacer, ou bien comprendre le boîtier d’une arme nucléaire. Une capsule de hohlraum peut être utilisée pour simuler des explosions nucléaires à l’échelle miniature ou avec des lasers pour produire de l’énergie lorsqu’un petit échantillon de combustible contenu dans celui-ci, comme le deutérium ou le tritium, est implosé. Un petit trou dans le conteneur peut être utilisé pour mesurer le rayonnement qui s’échappe et son comportement aux températures dans l’espace intérieur.
Le fait de focaliser une source de rayonnement puissante, telle qu'un laser, vers l'intérieur d'un hohlraum peut créer une réaction de fusion contenue à l'intérieur. Les rayons X créés sont absorbés et réémis de manière symétrique à l'intérieur pour contrôler la stabilité du système pendant une expérience. Cette stabilité permet la réalisation d'explosions sphériques, ce qui permet de réaliser des expériences précises et de contenir des réactions intenses. Les Hohlraums peuvent être utilisés lors des réactions de fusion et de fission et constituent le point de convergence d'une arme nucléaire, tant pour les réactions primaires que pour les réactions atomiques secondaires.
Souvent constitué de plomb, un hohlraum est conçu pour inclure une petite capsule de carburant sphérique. Les faisceaux laser sont dirigés à travers le trou situé à l'extrémité de la pièce, réagissent avec les parois intérieures et produisent des rayons X. Ces rayons X sont déviés continuellement entre les parois et élèvent la température jusqu'à ce qu'elle soit suffisamment élevée pour enflammer le carburant. En chauffant indirectement l'intérieur de l'habitacle, on évite la nécessité de concentrer précisément l'énergie sur la pastille de combustible à l'aide d'un laser. Parfois, une fine couche de mousse est utilisée comme doublure intérieure pour conduire la chaleur et répartir les rayons X de manière plus uniforme.
La réaction à l'intérieur de la cavité comprime également la pastille de combustible de deutérium, de tritium ou de béryllium et la réchauffe à une température supérieure à celle du soleil. Avec de l'hydrogène et de l'hélium, les températures peuvent atteindre des millions de degrés à l'intérieur du hohlraum. Les chercheurs pensent que de telles réactions pourraient être utilisées comme source d’énergie. Les hohlraums absorbent tellement d'énergie des lasers que les simulations sur ordinateur effectuées avant les expériences ne montrent pas à quel point l'absorption a bien lieu. Cependant, pour produire une quantité d'énergie importante, les réactions conduites en laboratoire devraient se produire plusieurs fois par seconde pour un flux d'énergie constant.