Kaj je Inercial Confinement Fusion?

Inercialna zaprta fuzija (ICF) je metoda za doseganje jedrske fuzije s hitrim stiskanjem in segrevanjem materiala. Ta postopek se običajno izvaja z močnimi laserji, ki so vsi osredotočeni na majhno peleto, da se hitro segreje. Intenzivno segrevanje izhlapi material znotraj peleta, kar ustvari udarni val, ki je dovolj vroč in gost, da povzroči zlitje materiala. Čeprav fuzija z inercialno zaprtjem še ni proizvedla več uporabne energije, kot jo porabi, so raziskave o tem, kako zgraditi komercialno izvedljiv vir energije, še vedno v teku.

Osnovni sestavini inercialnega zaprtega fuzijskega peleta sta devterij in tritij, oba vodikova izotopa. Reakcijo fuzije med devterijem in tritijem je veliko lažje doseči kot katero koli drugo reakcijo, zato je devterij/tritijev reaktor, ki proizvaja moč, glavni cilj sodobnih raziskav fuzije. Te pelete so zelo majhne, ​​tehtajo veliko manj kot gram in se eno za drugim vstavijo v inercijski fuzijski reaktor.

Ko je peleta naložena, se uporabljajo zelo veliki laserji za hitro segrevanje pelete do fuzijske temperature pri milijonih stopinj Fahrenheita (Celzija). Hitro segrevanje zunanje plasti peleta povzroči, da ta izhlapi in se hitro razširi, kar pritiska na notranjost peleta. Če laserji dovajajo dovolj energije, se notranjost peleta dovolj hitro stisne, da povzroči jedrsko fuzijo, zaradi česar je pelet bolj vroč. Ta pogoj se imenuje “vžig” in je cilj večine sodobnih eksperimentov z inercialno fuzijo.

Glavna težava pri fuziji z inercialnim zaprtjem je, da se peletu zagotovi dovolj moči, da se segreje na temperaturo fuzije, preden se peleta razprši v vesolje. Za proizvodnjo energije iz fuzije mora reakcija preseči vrednost, imenovano Lawsonov kriterij, ki daje minimalni čas zaprtja, ki je potreben za katero koli dano količino goriva. To zahteva, da se skozi laserski sistem v nekaj mikrosekundah prenese veliko megadžulov energije; če to storite zanesljivo, brez prevelike porabe energije, predstavlja velik tehnični izziv. Predlagan je bil nov pristop k problemu zaprtja, imenovan “hitri vžig”, kjer en hiter laserski izbruh vžge pelet, potem ko je že stisnjen. Čeprav se ta pristop v teoriji zdi obetaven, še ni bil uspešno preizkušen.