Usuari:Mcapdevila/Confinament inercial

El confinament inercial de fusió que empra làser és ha progressat ràpidament en la dècada del 1970 i començaments de la dècada del 1980 fins al punt de disposar d'uns quants polsos per fusionar un objectiu amb deu milions de kilojoules. A la il·lustració es pot veure un làser 10 beam LLNL NOVA, mostrat en 1984. Aquesta instal·lació ve a suplir el vell projecte del seu predecessor, el làser Shiva.

El confinament inercial consisteix a aconseguir les condicions necessàries perquè es produeixi la fusió nuclear dotant a les partícules del combustible de la quantitat de moviment necessària perquè amb el xoc de les mateixes es venci la barrera culombiana i així es pugui produir la reacció nuclear de fusió.

Mètodes

Segons el mètode utilitzat per a dotar del moviment necessari a les partícules del combustible podem distingir:

• Confinament utilitzant el làser o partícules

El mètode més emprat per al confinament inercial empra làser sobre un blanc. La fusió nuclear per confinament inercial amb làser s'aconsegueix mitjançant l'ús de diversos feixos de raigs làser (192 en el NIF), de raigs X, o bé de ions pesats accelerats, enfocats en un petit blanc esfèric (10 mil·ligrams) on es troba el combustible de deuteri - triti. També es fa servir l'enfocament indirecte, en el qual els feixos s'enfoquen cap a un hohlraum d'un metall molt dens que al seu torn produeix intensos raigs X que incideixen sobre el blanc de combustible. Aquest últim procés és més efectiu.

• Confinament per pinçament

S'han presentat a la comunitat científica diversos projectes per aconseguir un confinament inercial mitjançant l'ús d'ones de xoc electromagnètiques sobre el combustible. Com a exemples tenim el Pulsotron i la "Superbujía" del Laboratori de Sandia.

Procés

Procés d'implosió, començament de la fusió i alliberament d'energia d'una càpsula de combustible de fusió.

Un dels processos d'escalfament de la matèria és el de la compressió. En aquest cas el que es pretén és que mitjançant un augment de la pressió augmenti la densitat i la temperatura. Per augmentar la pressió en un punt, cal fer incidir un nombre gran de partícules sobre ell. Referint-nos en aquest cas al significat més ampli del concepte de partícula o corpuscle, com del concepte de pressió.

Una micro-càpsula utilitzada com a combustible en el confinament inercial de fusió (sovint anomenada "microballón") del tipus de les que s'usen en el National Ignition Facility i que omple amb una barreja de gas deuteri i triti en heli. La càpsula és introduïda en l'hohlraum i és implosionado pel pols de làser.

Això vol dir, que s'ha de considerar els fotons (a la freqüència de la llum visible, o dels raigs X) com a partícules, de manera que portaran associat un moment, que al seu vegada comporta una força que donarà lloc a una pressió. I el mateix succeeix amb els ions pesats. Aquesta pressió es transmetrà per les successives capes del blanc durant un temps que vindrà donat per les lleis de la inèrcia, la termodinàmica i la mecànica de fluids. Realitzant el càlcul, es pot comprovar que el temps que transcorre per propagar la pressió en tot el volum d'un blanc d'alguns mm de ràdio uns centenars de picosegons. Dipositant sobre el blanc, en aquest curt període de temps, una energia de ~ 5-10 MJ obtindrem les condicions necessàries per aconseguir la fusió.

Institucions investigadores

En aquests moments la demostració de funcionament del reactor mitjançant confinament inercial s'està duent a terme en el National Ignition Facility (NIF) als Estats Units i al LMJ (Laser MegaJoule) a França, amb la mateixa energia del NIF, però 240 feixos làser en comptes de 192, donant més flexibilitat (i complexitat)-hi. Les dues instal·lacions utilitzen l'atac indirecte del blanc (enfocament dels feixos làser en un holraum d'alt Z que produeix gran quantitat de raigs X que s'enfoquen en el blanc de deuteri-triti) per aconseguir la implosió.

Existeixen a més altres plantes que estudien la fusió inercial, com el Gekko XII a Osaka (Japó) o l'Omega-upgrade a Rochester (Regne Unit) per estudiar l'atac directe (Direct drive).

Vegeu també

• Energia nuclear, energia de fusió, reactor nuclear de fusió
• Confinament magnètic

Enllaços externs

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Mcapdevila/Confinament inercial

• Inertial Fusion Energy: A Tutorial on the Technology and Economics
• National Ignition Facility Project
• http://zpinch.sandia.gov/Zpinch
• http://physicsweb.org/articles/news/9/9/2/1/Europe
• http://other.nrl.navy.mil/LaserFusionEnergy/National