Hva er treghetsfiksering?

Inertial confinement fusion (ICF) er en metode for å oppnå kjernefusjon ved raskt å komprimere og varme opp et materiale. Denne prosessen utføres vanligvis med høydrevne lasere, som alle er fokusert på en liten pellets for raskt å varme den opp. Den intense oppvarmingen fordamper materialet inne i pelleten, og skaper en sjokkbølge som er varm og tett nok til at materialet smelter sammen. Selv om fusjonen med treghetsinnhold ikke har produsert mer nyttig energi enn den bruker, er det fortsatt forskning på hvordan man kan bygge en kommersiell levedyktig kraftkilde.

De grunnleggende ingrediensene til en fusjonspiller med inertial inneslutning er deuterium og tritium, begge hydrogenisotoper. Fusjonsreaksjonen mellom deuterium og tritium er mye lettere å oppnå enn noen annen reaksjon, og derfor er en kraftproduserende deuterium / tritium-reaktor det primære målet for moderne fusjonsforskning. Disse pelletsene er veldig små, veier mye mindre enn et gram, og settes én om gangen i den treghets-innesperringsfusjonsreaktoren.

Når pelleten er lastet, brukes veldig store lasere for å raskt varme opp pelleten til fusjonstemperatur, ved millioner av grader Fahrenheit (Celsius). Den raske oppvarmingen av det ytre laget av pelleten får den til å fordampe og raskt ekspandere, noe som legger press på det indre av pelleten. Hvis laserne forsyner nok energi, blir det indre av pelleten komprimert raskt nok til å indusere atomfusjon, noe som igjen gjør pelleten varmere. Denne tilstanden kalles "tenning", og den er målet med de fleste moderne treghetsfikseringsfusjonseksperimenter.

Den primære vanskelighetsgraden med treghet-inneslutningssmelting er å levere nok kraft til pelleten til å varme den til fusjonstemperatur før pelleten sprer seg i rommet. For å produsere kraft fra fusjon, må reaksjonen overstige en verdi kalt Lawson-kriteriet, som gir den minimale inneslutningstiden som er nødvendig for et gitt volum drivstoff. Dette krever at mange megajouler energi føres gjennom lasersystemet i løpet av mikrosekunder; å gjøre dette pålitelig, uten å bruke for mye strøm, byr på en enorm teknisk utfordring. En ny tilnærming til inneslutningsproblemet kalt "hurtig tenning" er foreslått, der et enkelt raskt laserspreng tenner pelleten etter at den allerede er komprimert. Selv om denne tilnærmingen ser lovende ut i teorien, har den ennå ikke blitt testet med hell.