Wat is inertiële fusie?
Inertiële opsluitingsfusie (ICF) is een methode om kernfusie te bereiken door een materiaal snel samen te persen en te verwarmen. Dit proces wordt meestal gedaan met krachtige lasers, die allemaal op een kleine pellet zijn gericht om deze snel op te warmen. De intense verwarming verdampt het materiaal in de pellet, waardoor een schokgolf ontstaat die heet en dicht genoeg is om het materiaal te laten smelten. Hoewel fusie met inertiële begrenzingen nog meer bruikbare energie moet produceren dan het verbruikt, is er nog steeds onderzoek gaande naar het bouwen van een commercieel levensvatbare energiebron.
De basisingrediënten van een inertiële fusiepellet zijn deuterium en tritium, beide waterstofisotopen. De fusiereactie tussen deuterium en tritium is veel gemakkelijker te bereiken dan elke andere reactie, en dus is een energieproducerende deuterium / tritium-reactor het primaire doel van modern fusieonderzoek. Deze pellets zijn erg klein, wegen veel minder dan een gram en worden één voor één in de fusiereactor met traagheidsopsluiting gebracht.
Zodra de pellet is geladen, worden zeer grote lasers gebruikt om de pellet snel op te warmen tot fusietemperatuur, bij miljoenen graden Fahrenheit (Celsius). De snelle verwarming van de buitenste laag van de pellet zorgt ervoor dat deze verdampt en snel uitzet, waardoor druk op de binnenkant van de pellet wordt uitgeoefend. Als de lasers voldoende energie leveren, wordt het inwendige van de pellet snel genoeg samengedrukt om kernfusie te veroorzaken, waardoor de pellet heter wordt. Deze toestand wordt 'ontsteking' genoemd en is het doel van de meeste moderne traagheidsconfusie-fusie-experimenten.
De primaire moeilijkheid met traagheidsbeperkende fusie is het leveren van voldoende vermogen aan de pellet om deze tot fusietemperatuur te verwarmen voordat de pellet zich in de ruimte verspreidt. Om vermogen uit fusie te produceren, moet de reactie een waarde overschrijden die het Lawson-criterium wordt genoemd, die de minimale opsluitingstijd geeft die nodig is voor een bepaald volume brandstof. Dit vereist dat vele megajoule energie in een kwestie van microseconden door het lasersysteem worden geleid; dit betrouwbaar doen, zonder al te veel stroom te verbruiken, vormt een enorme technische uitdaging. Een nieuwe benadering van het opsluitingsprobleem genaamd "snelle ontsteking" is voorgesteld, waarbij een enkele snelle lasersalvo de pellet ontsteekt nadat deze al is gecomprimeerd. Hoewel deze benadering er in theorie veelbelovend uitziet, is deze nog niet met succes getest.