Τι είναι η αδρανειακή σύντηξη περιορισμού;

Η σύντηξη αδρανείας (ICF) είναι μια μέθοδος επίτευξης της πυρηνικής σύντηξης με ταχεία συμπίεση και θέρμανση ενός υλικού.Αυτή η διαδικασία γίνεται συνήθως με λέιζερ υψηλής ισχύος, τα οποία είναι όλα επικεντρωμένα σε ένα μικρό σφαιρίδιο για να το θερμαίνονται γρήγορα.Η έντονη θέρμανση εξατμίζει το υλικό μέσα στο σφαιρίδιο, δημιουργώντας ένα κύμα κλονισμού που είναι ζεστό και αρκετά πυκνό για να προκαλέσει συγχωνευμένη το υλικό.Αν και η αδρανειακή σύντηξη περιορισμού δεν έχει ακόμη παράγει πιο χρήσιμη ενέργεια από ό, τι καταναλώνει, η έρευνα για το πώς να οικοδομηθεί μια εμπορικά βιώσιμη πηγή ενέργειας εξακολουθεί να βρίσκεται σε εξέλιξη.

Τα βασικά συστατικά ενός σφαιριδίου σύντηξης αδρανείας είναι το δευτέριο και το τρίνιο, και τα δύο ισότοπα υδρογόνου.Η αντίδραση σύντηξης μεταξύ του δευτερίου και του τρίτου είναι πολύ πιο εύκολο να επιτευχθεί από οποιαδήποτε άλλη αντίδραση, και έτσι ένας αντιδραστήρας Deuterium/Tritium που παράγει ισχύς είναι ο πρωταρχικός στόχος της σύγχρονης έρευνας σύντηξης.Αυτά τα σφαιρίδια είναι πολύ μικρά, ζυγίζοντας πολύ λιγότερο από ένα γραμμάριο και εισάγονται μία φορά τη φορά στον αντιδραστήρα σύντηξης αδρανείας.σε εκατομμύρια βαθμούς Φαρενάιτ (Κελσίου).Η ταχεία θέρμανση του εξωτερικού στρώματος του σφαιριδίου την προκαλεί να εξατμιστεί και να επεκταθεί ταχέως, ασκώντας πίεση στο εσωτερικό του σφαιριδίου.Εάν τα λέιζερ παρέχουν αρκετή ενέργεια, το εσωτερικό του σφαιριδίου θα συμπιεστεί αρκετά γρήγορα για να προκαλέσει πυρηνική σύντηξη, η οποία με τη σειρά του καθιστά το σφαιρίδιο θερμότερο.Αυτή η κατάσταση ονομάζεται ανάφλεξη και είναι ο στόχος των πιο σύγχρονων πειραμάτων σύντηξης αδρανείας.

Η πρωταρχική δυσκολία με τη σύντηξη αδρανειακής περιορισμού παρέχει αρκετή ισχύ στο σφαιρίδιο για να το θερμαίνει σε θερμοκρασία σύντηξης πριν το σφαιρίδιο διασκορπιστεί στο διάστημα.Προκειμένου να παραχθεί ισχύς από τη σύντηξη, η αντίδραση πρέπει να υπερβαίνει μια τιμή που ονομάζεται κριτήριο του Lawson, το οποίο δίνει τον ελάχιστο χρόνο περιορισμού που απαιτείται για οποιοδήποτε δεδομένο όγκο καυσίμου.Αυτό απαιτεί πολλά μεγάλα ενέργειας να περάσουν από το σύστημα λέιζερ σε ένα θέμα μικροδευτερόλεπτων.Κάνοντας αυτό το αξιόπιστο, χωρίς να καταναλώνει υπερβολική δύναμη, παρουσιάζει μια τεράστια τεχνική πρόκληση.Μια νέα προσέγγιση στο πρόβλημα του περιορισμού που ονομάζεται γρήγορη ανάφλεξη έχει προταθεί, όπου μια ενιαία γρήγορη έκρηξη λέιζερ ανάβει το σφαιρίδιο αφού έχει ήδη συμπιεστεί.Αν και αυτή η προσέγγιση φαίνεται πολλά υποσχόμενη θεωρητικά, δεν έχει ακόμη δοκιμαστεί με επιτυχία.