Kaj je Hohlraum?

Hohlraum je votla naprava v obliki cilindra, ki se uporablja za fokusiranje in nadzor sevanja. Poimenovana po nemški besedi za votlo območje, naprava enakomerno porazdeli sevanje znotraj svojih sten in segreje majhen kos goriva v središču. Lahko je tako majhen kot sponka za papir ali radirka za svinčnik ali pa vsebuje ohišje jedrskega orožja. Kapsula hohlraum se lahko uporablja za simulacijo jedrskih eksplozij v miniaturnem merilu ali z laserji za proizvodnjo energije, ko se majhen vzorec goriva v notranjosti, kot sta devterij ali tritij, implodira. Majhna luknja v posodi se lahko uporablja za merjenje uhajajočega sevanja in njegovega obnašanja pri temperaturah v notranjem prostoru.

Osredotočanje močnega vira sevanja, kot je laser proti notranjosti hohlrauma, lahko ustvari fuzijsko reakcijo, ki je v njej. Ustvarjeni rentgenski žarki se absorbirajo in ponovno sevajo simetrično v notranjosti, da se nadzoruje stabilnost sistema med poskusom. Ta stabilnost omogoča sferične eksplozije, kar pomaga narediti eksperimente natančne in vsebujejo intenzivne reakcije. Hohlraums se lahko uporabljajo med fuzijskimi in fisijskimi reakcijami in so osrednja točka jedrskega orožja tako za primarne reakcije kot tudi za sekundarne atomske reakcije.

Pogosto izdelan iz svinca je hohlraum zgrajen tako, da vključuje majhno sferično kapsulo za gorivo. Laserski žarki so usmerjeni skozi luknjo na koncu dela, reagirajo z notranjimi stenami in proizvajajo rentgenske žarke. Ti rentgenski žarki se nenehno odklanjajo med stenami in dvigujejo temperaturo, dokler ni dovolj visoka, da vžge gorivo. S posrednim segrevanjem notranjosti se izognemo potrebi po natančnem osredotočanju energije na gorivne pelete z laserjem. Včasih se kot notranja obloga uporablja tanek sloj pene za prevajanje toplote in bolj enakomerno porazdelitev rentgenskih žarkov.

Reakcija v notranjosti votline tudi stisne gorivne pelete devterija, tritija ali berilija in jih segreje na temperaturo, ki je višja od temperature sonca. Samo z vodikom in helijem se lahko temperature v hohlraumu dvignejo na milijone stopinj. Raziskovalci menijo, da bi takšne reakcije lahko uporabili kot vir energije. Hohlraums absorbirajo toliko energije iz laserjev, da računalniške simulacije, izvedene pred poskusi, ne pokažejo, kako dobro poteka absorpcija. Za proizvodnjo velike količine energije pa bi se morale reakcije, ki se izvajajo v laboratorijih, zgoditi nekajkrat na sekundo za stalen pretok energije.