Qu'est-ce que la fusion de confinement inertielle?
La fusion de confinement inertielle (ICF) est une méthode pour atteindre la fusion nucléaire en comprimant et en chauffant rapidement un matériau. Ce processus se fait généralement avec des lasers de grande puissance, qui sont tous focalisés sur un petit culot pour le chauffer rapidement. Le chauffage intense vaporise le matériau à l'intérieur du culot, créant une onde de choc qui est suffisamment chaude et dense pour faire fusionner le matériau. Bien que la fusion de confinement inertielle n'ait pas encore produit d'énergie plus utile qu'elle ne consomme, la recherche sur la façon de construire une source d'alimentation commercialement viable est toujours en cours.
Les ingrédients de base d'un culot de fusion d'inertie est le deutérium et le tritium, deux isotopes d'hydrogène. La réaction de fusion entre le deutérium et le tritium est beaucoup plus facile à réaliser que toute autre réaction, et donc un réacteur de deutérium / tritium produisant de puissance est le principal objectif de la recherche moderne en fusion. Ces pastilles sont très petites, pesant bien moins qu'un gramme et sont insérées une à la fois dans le confinée inertielleréacteur de fusion ement.
Une fois le culot chargé, de très grands lasers sont utilisés pour chauffer rapidement le culot jusqu'à la température de fusion, à des millions de degrés Fahrenheit (Celsius). Le chauffage rapide de la couche externe du culot le fait vaporiser et se développer rapidement, mettant la pression à l'intérieur du culot. Si les lasers fournissent suffisamment d'énergie, l'intérieur du culot sera comprimé assez rapidement pour induire la fusion nucléaire, ce qui rend le culot plus chaud. Cette condition est appelée «allumage», et c'est l'objectif de la plupart des expériences de fusion de confinement inertielle moderne.
La principale difficulté avec la fusion de confinement inertielle est de fournir suffisamment de puissance à la pastille pour la chauffer à la température de fusion avant que le culot ne se disperse dans l'espace. Afin de produire du pouvoir à partir de fusion, la réaction doit dépasser une valeur appelée le critère de Lawson, qui donne le confinem minimalTemps nécessaire pour tout volume de carburant donné. Cela nécessite que de nombreuses mégajoules d'énergie soient passées dans le système laser en une question de microsecondes; Faire cela de manière fiable, sans consommer trop de puissance, présente un énorme défi technique. Une nouvelle approche du problème de confinement appelé "allumage rapide" a été proposée, où un seul laser rapide enflamme le culot une fois qu'il a déjà été comprimé. Bien que cette approche semble prometteuse en théorie, elle n'a pas encore été testée avec succès.