Atalet Sınırlandırma Füzyonu Nedir?

Atalet hapsi füzyonu (ICF), bir materyali hızlı bir şekilde sıkıştırarak ve ısıtarak nükleer füzyon elde etmenin bir yöntemidir. Bu işlem genellikle hızlı bir şekilde ısıtılması için küçük bir topağa odaklanan yüksek güçlü lazerlerle yapılır. Yoğun ısıtma, topağın içindeki malzemeyi buharlaştırarak malzemenin kaynaşmasına neden olacak kadar sıcak ve yoğun bir şok dalgası oluşturur. Atalet sınırlama füzyonu henüz tükettiğinden daha faydalı enerji üretmemiş olsa da, ticari olarak uygulanabilir bir güç kaynağının nasıl inşa edileceğine dair araştırma halen devam etmektedir.

Ataletle hapsi füzyon peletinin temel bileşenleri her iki hidrojen izotopları olan döteryum ve trityumdur. Döteryum ve trityum arasındaki füzyon reaksiyonunun diğer reaksiyonlardan daha kolay elde edilmesi daha kolaydır ve bu nedenle güç üreten bir döteryum / trityum reaktörü modern füzyon araştırmasının temel amacıdır. Bu topaklar çok küçüktür, bir gramdan çok daha ağırdır ve bir anda bir atalet sınırlandırma füzyon reaktörüne yerleştirilir.

Pelet yüklendikten sonra, peleti füzyon sıcaklığına kadar hızla ısıtmak için milyonlarca Fahrenheit (Santigrat) derecesinde çok büyük lazerler kullanılır. Peletin dış katmanının hızlı ısıtılması, peletin iç kısmına baskı uygulayarak buharlaşmasına ve hızla genişlemesine neden olur. Lazerler yeterli enerji sağlarsa, topağın iç kısmı nükleer füzyona neden olacak kadar hızlı bir şekilde sıkıştırılır ve bu da topağı daha sıcak hale getirir. Bu duruma "ateşleme" denir ve günümüzün en ataletli tutku füzyon deneylerinin hedefidir.

Atalet tutma füzyonu ile birincil zorluk, pelet uzaya dağılmadan önce pelete füzyon sıcaklığına ısıtmak için yeterli gücü sağlamaktır. Füzyondan güç üretmek için, reaksiyonun, herhangi bir yakıt hacmi için gerekli minimum sınırlama süresini veren, Lawson kriteri olarak adlandırılan bir değeri aşması gerekir. Bu, lazer sistemi içinden mikrosaniye cinsinden geçen birçok megajoule ihtiyaç duyuyor; Bunu, çok fazla güç tüketmeden güvenilir bir şekilde yapmak, çok büyük bir teknik zorluk sunar. Tek bir hızlı lazer patlamasının zaten sıkıştırılmasından sonra topağı tutuşturduğu "hızlı ateşleme" adı verilen hapsi sorununa yeni bir yaklaşım önerilmiştir. Bu yaklaşım teoride umut verici görünmekle birlikte, henüz başarılı bir şekilde test edilmemiştir.