Vad är tröghets inneslutning?

Inertial inneslutningsfusion (ICF) är en metod för att uppnå kärnfusion genom att snabbt komprimera och värma ett material.Denna process görs vanligtvis med högdrivna lasrar, som alla är fokuserade på en liten pellet för att snabbt värma upp den.Den intensiva värmen förångar materialet inuti pelleten, vilket skapar en chockvåg som är tillräckligt varm och tät för att materialet smälter samman.Även om tröghetsinneslutningsfusion ännu inte har producerat mer användbar energi än den konsumerar, är forskning om hur man bygger en kommersiellt genomförbar kraftkälla fortfarande pågående.

De grundläggande ingredienserna i en tröghets inneslutningsfusionspellet är deuterium och tritium, både väteisotoper.Fusionsreaktionen mellan deuterium och tritium är mycket lättare att uppnå än någon annan reaktion, och därför är en kraftproducerande deuterium/tritiumreaktor det primära målet för modern fusionsforskning.Dessa pellets är mycket små och väger mycket mindre än ett gram och sätts in en åt gången i tröghetsintransfusionsreaktorn.

När pelleten laddas används mycket stora lasrar för att snabbt värma upp pelleten upp till fusionstemperatur,vid miljoner grader Fahrenheit (Celsius).Den snabba uppvärmningen av det yttre skiktet i pelleten får det att förånga och snabbt expandera, vilket sätter press på pellets inre.Om lasrarna levererar tillräckligt med energi kommer pellets inre att komprimeras tillräckligt snabbt för att inducera kärnfusion, vilket i sin tur gör pelleten varmare.Detta tillstånd kallas tändning, och det är målet för de flesta moderna tröghetsintrångsfusionsexperiment.

Den primära svårigheten med tröghets inneslutningsfusion levererar tillräckligt med kraft till pelleten för att värma den till fusionstemperatur innan pelleten sprids ut i rymden.För att producera kraft från fusion måste reaktionen överstiga ett värde som kallas Lawson -kriteriet, vilket ger den minsta inneslutningstid som krävs för en given volym bränsle.Detta kräver att många megajoules av energi ska passeras genom lasersystemet i en fråga om mikrosekunder;Att göra detta pålitligt, utan att konsumera för mycket kraft, ger en enorm teknisk utmaning.En ny metod för inneslutningsproblemet som kallas Fast Tändning har föreslagits, där en enda snabb laserbrist antänds pelleten efter att den redan har komprimerats.Även om detta tillvägagångssätt ser lovande ut i teorin har den ännu inte testats framgångsrikt.