O que é fusão por confinamento inercial?
A fusão por confinamento inercial (ICF) é um método para obter a fusão nuclear, comprimindo e aquecendo rapidamente um material. Esse processo geralmente é feito com lasers de alta potência, todos focados em um pequeno pellet para aquecê-lo rapidamente. O aquecimento intenso vaporiza o material dentro do pellet, criando uma onda de choque quente e densa o suficiente para causar a fusão do material. Embora a fusão por confinamento inercial ainda não tenha produzido mais energia útil do que consome, ainda estão em andamento pesquisas sobre como construir uma fonte de energia comercialmente viável.
Os ingredientes básicos de uma pastilha de fusão por confinamento inercial são deutério e trítio, ambos isótopos de hidrogênio. A reação de fusão entre deutério e trítio é muito mais fácil de alcançar do que qualquer outra reação; portanto, um reator de deutério / trítio que produz energia é o principal objetivo da pesquisa moderna de fusão. Esses pellets são muito pequenos, pesando muito menos que um grama, e são inseridos um de cada vez no reator de fusão por confinamento inercial.
Depois que o pellet é carregado, lasers muito grandes são usados para aquecer rapidamente o pellet até a temperatura de fusão, a milhões de graus Fahrenheit (Celsius). O rápido aquecimento da camada externa do pellet faz com que ele se vaporize e se expanda rapidamente, pressionando o interior do pellet. Se os lasers fornecerem energia suficiente, o interior do sedimento será comprimido com rapidez suficiente para induzir a fusão nuclear, o que, por sua vez, torna o sedimento mais quente. Essa condição é chamada de "ignição" e é o objetivo da maioria das experiências de fusão por confinamento inercial dos dias de hoje.
A principal dificuldade com a fusão inercial por confinamento é fornecer energia suficiente ao granulado para aquecê-lo até a temperatura de fusão antes que o granulado se disperse no espaço. Para produzir energia a partir da fusão, a reação deve exceder um valor chamado critério de Lawson, que fornece o tempo mínimo de confinamento necessário para um determinado volume de combustível. Isso requer que muitos megajoules de energia passem pelo sistema a laser em questão de microssegundos; fazer isso de forma confiável, sem consumir muita energia, apresenta um enorme desafio técnico. Uma nova abordagem para o problema do confinamento, chamada "ignição rápida", foi proposta, em que uma única rajada rápida de laser acende o sedimento depois que ele já foi comprimido. Embora essa abordagem pareça promissora em teoria, ainda não foi testada com sucesso.