Qu'est-ce que la fusion de confinement inertielle?
La fusion de confinement inertiel (ICF) est une méthode pour atteindre la fusion nucléaire en comprimant et en chauffant rapidement un matériau.Ce processus se fait généralement avec des lasers de grande puissance, qui sont tous focalisés sur un petit culot pour le chauffer rapidement.Le chauffage intense vaporise le matériau à l'intérieur du culot, créant une onde de choc qui est suffisamment chaude et dense pour faire fusionner le matériau.Bien que la fusion de confinement inertiel n'ait pas encore produit d'énergie plus utile qu'elle ne consomme, les recherches sur la façon de construire une source d'énergie commercialement viable sont toujours en cours.
Les ingrédients de base d'une pastille de fusion de confinement inertiel sont le deutérium et le tritium, deux isotopes hydrogène.La réaction de fusion entre le deutérium et le tritium est beaucoup plus facile à réaliser que toute autre réaction, et donc un réacteur de deutérium / tritium produisant de puissance est le principal objectif de la recherche moderne en fusion.Ces pastilles sont très petites, pesant beaucoup moins qu'un gramme, et sont insérées une à la fois dans le réacteur de fusion de confinement inertiel.
Une fois le culot chargé, de très grands lasers sont utilisés pour chauffer rapidement la pastille jusqu'à la température de fusion,à des millions de degrés Fahrenheit (Celsius).Le chauffage rapide de la couche externe du culot le fait vaporiser et se développer rapidement, mettant la pression à l'intérieur du culot.Si les lasers fournissent suffisamment d'énergie, l'intérieur du culot sera comprimé assez rapidement pour induire la fusion nucléaire, ce qui rend le culot plus chaud.Cette condition est appelée allumage, et c'est l'objectif de la plupart des expériences de fusion de confinement inertielle moderne.
La principale difficulté avec la fusion de confinement inertielle est de fournir suffisamment de puissance à la pastille pour la chauffer à la température de fusion avant que le culot ne se disperse dans l'espace.Afin de produire de l'énergie à partir de la fusion, la réaction doit dépasser une valeur appelée le critère de Lawson, qui donne le temps de confinement minimum nécessaire à tout volume de carburant donné.Cela nécessite que de nombreuses mégajoules d'énergie soient passées dans le système laser en une question de microsecondes;Faire cela de manière fiable, sans consommer trop de puissance, présente un énorme défi technique.Une nouvelle approche du problème de confinement appelé allumage rapide a été proposée, où un seul laser rapide enflamme le culot après avoir déjà été comprimé.Bien que cette approche semble prometteuse en théorie, elle n'a pas encore été testée avec succès.