O que é um Hohlraum?

Um hohlraum é um dispositivo oco, em forma de cilindro, usado para focalizar e controlar a radiação. Nomeado para a palavra alemã para área oca, o dispositivo distribui a radiação uniformemente dentro de suas paredes e aquece um pequeno pedaço de combustível no centro. Pode ser tão pequeno quanto um clipe de papel ou uma borracha para lápis, ou pode incluir o invólucro de uma arma nuclear. Uma cápsula hohlraum pode ser usada para simular explosões nucleares em uma escala miniatura ou com lasers para produzir energia quando uma pequena amostra de combustível no interior, como deutério ou trítio, é implodida. Um pequeno orifício no recipiente pode ser usado para medir a radiação que sai e como ela se comporta às temperaturas dentro do espaço interior.

Focar uma forte fonte de radiação, como um laser, no interior de um hohlraum pode criar uma reação de fusão contida no interior. Os raios-x criados são absorvidos e irradiados simetricamente dentro para controlar a estabilidade do sistema durante um experimento. Essa estabilidade permite que explosões esféricas ocorram, o que ajuda a tornar os experimentos precisos e a conter reações intensas. Hohlraums pode ser usado durante as reações de fusão e fissão e é o ponto focal de uma arma nuclear tanto para as reações primárias quanto para as reações atômicas secundárias.

Geralmente feito de chumbo, um hohlraum é construído para incluir uma pequena cápsula de combustível esférica. Os raios laser são direcionados através do orifício no final da peça, reagem com as paredes internas e produzem raios-x. Esses raios-x são desviados continuamente entre as paredes e aumentam a temperatura até que seja alta o suficiente para inflamar o combustível. Ao aquecer indiretamente o interior, evita-se a necessidade de concentrar com precisão a energia no sedimento de combustível com laser. Às vezes, uma fina camada de espuma é usada como revestimento interno para conduzir o calor e espalhar os raios-X de maneira mais uniforme.

A reação dentro da cavidade também comprime o pellet de combustível de deutério, trítio ou berílio e aquece-o a uma temperatura maior que a do sol. Com apenas hidrogênio e hélio, as temperaturas podem subir a milhões de graus dentro do hohlraum. Os pesquisadores pensam que essas reações podem ser usadas como fonte de energia. Hohlraums absorve tanta energia dos lasers que as simulações de computador realizadas antes dos experimentos não mostram quão bem a absorção ocorre. Para produzir uma quantidade significativa de energia, no entanto, as reações conduzidas em laboratórios teriam que acontecer algumas vezes a cada segundo para um fluxo constante de energia.