Co to jest fuzja uwięzienia bezwładności?
Fuzja bezwładnościowa (ICF) jest metodą osiągnięcia fuzji jądrowej poprzez szybkie ściskanie i podgrzewanie materiału. Proces ten odbywa się zwykle z laserami o dużej mocy, które skupiają się na małym pelet, aby szybko go ogrzać. Intensywne ogrzewanie odparowuje materiał wewnątrz osadu, tworząc falę uderzeniową, która jest wystarczająco gorąca i gęsta, aby spowodować połączenie materiału. Chociaż fuzja bezwładnościowa ograniczona musi jeszcze przynieść więcej użytecznej energii niż zużywa, badanie, w jaki sposób budować komercyjnie opłacalne źródło zasilania. Reakcja fuzyjna między deuterem a tritium jest znacznie łatwiejsza do osiągnięcia niż jakakolwiek inna reakcja, a zatem produkujący energię deuter/reaktor tritium jest głównym celem współczesnych badań fuzji. Te granulki są bardzo małe, ważące znacznie mniej niż gram i są wstawiane pojedynczo do ogranicznika bezwładnościreaktor fuzyjny.
Po załadowaniu osadu bardzo duże lasery są używane do szybkiego podgrzewania osadu do temperatury fuzyjnej, w milionach stopnia Fahrenheita (Celsjusz). Szybkie ogrzewanie zewnętrznej warstwy osadu powoduje, że odparowuje się i gwałtownie rozszerza się, wywierając nacisk na wnętrze osadu. Jeśli lasery dostarczają wystarczającą ilość energii, wnętrze osadu zostanie wystarczająco szybko sprężone, aby wywołać fuzję jądrową, co z kolei sprawia, że pelet jest cieplejszy. Ten warunek nazywa się „zapłon” i jest celem większości współczesnych eksperymentów fuzji bezwładności.
Główną trudnością z bezwładnym fuzją uwięzienia jest dostarczanie wystarczającej mocy do osadu, aby podgrzać ją do temperatury fuzyjnej, zanim pellet rozprzestrzenia się w przestrzeń. Aby wytworzyć moc z fuzji, reakcja musi przekroczyć wartość zwaną kryterium Lawsona, co daje minimalne cryskczas niezbędny dla danej objętości paliwa. Wymaga to wielu megajuli energii, które można przepisać przez układ laserowy w ciągu mikrosekund; Robienie tego niezawodnie, bez spożywania zbyt dużej mocy, stanowi ogromne wyzwanie techniczne. Zaproponowano nowe podejście do problemu ograniczenia zwanego „szybkim zapłonem”, w którym pojedynczy szybka seria laserowa rozpala osad po jego już ściśniętym. Chociaż takie podejście wygląda obiecująco w teorii, nie zostało jeszcze pomyślnie przetestowane.