Che cos'è la fusione di confinamento inerziale?
La fusione inerziale di confinamento (ICF) è un metodo per ottenere la fusione nucleare comprimendo e riscaldando rapidamente un materiale. Questo processo di solito viene eseguito con laser ad alta potenza, che sono tutti focalizzati su un piccolo pellet per riscaldarlo rapidamente. L'intenso riscaldamento vaporizza il materiale all'interno del pellet, creando un'onda d'urto che è abbastanza calda e densa da far fondere il materiale. Sebbene la fusione inerziale di confinamento debba ancora produrre più energia utile di quella che consuma, sono ancora in corso ricerche su come costruire una fonte di energia commercialmente valida.
Gli ingredienti di base di un pellet di fusione inerziale confinamento sono il deuterio e il trizio, entrambi isotopi di idrogeno. La reazione di fusione tra deuterio e trizio è molto più facile da realizzare rispetto a qualsiasi altra reazione, e quindi un reattore al deuterio / trizio che produce energia è l'obiettivo principale della moderna ricerca sulla fusione. Questi pellet sono molto piccoli, pesano molto meno di un grammo e vengono inseriti uno alla volta nel reattore a fusione a confinamento inerziale.
Una volta caricato il pellet, vengono utilizzati laser molto grandi per riscaldare rapidamente il pellet fino alla temperatura di fusione, a milioni di gradi Fahrenheit (Celsius). Il rapido riscaldamento dello strato esterno del pellet ne provoca la vaporizzazione e l'espansione rapida, esercitando una pressione all'interno del pellet. Se i laser forniscono energia sufficiente, l'interno del pellet verrà compresso abbastanza rapidamente da indurre la fusione nucleare, il che a sua volta rende il pellet più caldo. Questa condizione si chiama "accensione" ed è l'obiettivo della maggior parte degli esperimenti di fusione di confinamento inerziale dei giorni nostri.
La difficoltà principale con la fusione inerziale di confinamento è fornire energia sufficiente al pellet per riscaldarlo alla temperatura di fusione prima che il pellet si disperda nello spazio. Per produrre energia dalla fusione, la reazione deve superare un valore chiamato criterio Lawson, che fornisce il tempo minimo di confinamento necessario per un determinato volume di carburante. Ciò richiede che molti megajoule di energia passino attraverso il sistema laser nel giro di microsecondi; farlo in modo affidabile, senza consumare troppa potenza, rappresenta un'enorme sfida tecnica. È stato proposto un nuovo approccio al problema del confinamento chiamato "accensione rapida", in cui un singolo lampo laser rapido accende il pellet dopo che è già stato compresso. Sebbene questo approccio sembri promettente in teoria, non è stato ancora testato con successo.