Co to jest hohlraum?

Hohlraum to puste urządzenie w kształcie cylindra, które jest używane do skupienia i kontrolowania promieniowania. Nazwany na cześć niemieckiego słowa pustego obszaru, urządzenie równomiernie rozkłada promieniowanie w ścianach i podgrzewa niewielki kawałek paliwa na środku. Może być tak mały jak papierowy klip lub gumka ołówkowa lub może obejmować obudowę broni nuklearnej. Kapsułę Hohlraum można wykorzystać do symulacji eksplozji jądrowych w miniaturowej skali lub z laserami do wytwarzania energii, gdy niewielka próbka paliwa w środku, taka jak deuter lub tritium. Niewielki otwór w pojemniku może być użyty do pomiaru uciekającego promieniowania, a sposób, w jaki zachowuje się ono w temperaturach w przestrzeni wewnętrznej.

Koncentrując silne źródło promieniowania, takie jak laser do wnętrza hohlraum, może stworzyć reakcję fuzji, która jest zawarta w środku. Utworzone promieniowanie rentgenowskie są wchłaniane i ponownie rozwinięte symetrycznie w środku, aby kontrolować stabilność systemu podczas eksperymentu. Ta stabilność umożliwia kuliste eksplozjkoronka, która pomaga dokonać dokładnych eksperymentów i zawiera intensywne reakcje. Hohlraums można stosować podczas reakcji fuzji i rozszczepienia i są punktem centralnym w broni jądrowej zarówno dla reakcji pierwotnych, jak i wtórnych reakcji atomowych.

Często wykonany z ołowiu, hohlraum jest zbudowany tak, aby zawierał małą kulistą kapsułkę paliwową. Belki laserowe są kierowane przez otwór na końcu części, reagują z wewnętrznymi ścianami i wytwarzają promieniowanie rentgenowskie. Te promienie rentgenowskie są odchylane w sposób ciągły między ścianami i podnoszą temperaturę, aż będzie wystarczająco wysoka, aby rozpalić paliwo. Dzięki pośrednim ogrzewaniu wnętrza unikana jest potrzeba precyzyjnego skupienia energii na pellecie paliwowym z laserem. Czasami cienka warstwa piany jest używana jako wewnętrzna podszewka do prowadzenia ciepła i rozkładania promieni rentgenowskich bardziej równomiernie.

Reakcja wewnątrz wnęki ściska również osad paliwa deuter, tritium, lubBerylum i ogrzewa go do temperatury większej niż temperatura Słońca. W przypadku tylko wodoru i helu temperatury mogą wzrosnąć do milionów stopni wewnątrz Hohlraum. Naukowcy uważają, że takie reakcje można wykorzystać jako źródło energii. Hohlraums absorbują tyle energii z laserów, że symulacje komputerowe przeprowadzone przed eksperymentami nie pokazują, jak dobrze ma miejsce wchłanianie. Aby wytworzyć znaczną ilość energii, reakcje przeprowadzane w laboratoriach musiałyby się zdarzyć kilka razy na sekundę, aby uzyskać stały przepływ energii.