Uniformidad: el secreto de la mejor ignición de fusión

Una de las maneras de conseguir la fusión termonuclear es mediante reacciones controladas entre dos variantes ligeras de hidrógeno, llamadas deuterio y tritio. Un grupo de investigadores ha realizado cálculos teóricos indicando cuál es la mejor manera de mejorar la fase de ignición de una reacción de fusión. Su enfoque implica el incremento de la uniformidad de la irradiación usando haces láser de alta potencia en una coraza externa de una cápsula esférica que contiene una mezcla de deuterio y tritio.

Obtener la uniformidad de irradiación es importante. De hecho, si puede llegar a conseguirse, calienta rapidamente la cápsula y la hace implosionar, comprimiendo el combustible interior a una muy alta densidad. Esto, a su vez, induce la compresión y calentamiento de una pequeña cantidad de combustible en un punto caliente, que es una condición sine qua non para alcanzar las condiciones de ignición de una fusión termonuclear que produzca grandes cantidades de energía.

Los investigadores analizaron la posibilidad de usar las instalaciones Orion de haces láser de alta energía situadas en UK para estudiar la uniformidad. Orion tiene un pulso de unos pocos nanosegundos de longitud, 5 kilojulios en energía, el cual no puede conseguir la ignición, pero puede ayudar a probar formas de producir uniformidad de irradiación a partir de haces distribuidos no uniformemente: una técnica llamada conducción directa polar.

Específicamente, los científicos usaron simulaciones numéricas para analizar la uniformidad de la iluminación de objetivo esférico tanto en caso de perfiles de intensidad láser circular o elíptica. El estudio también tiene en cuenta otros potenciales factores destructivos, incluyendo desequilibrios en la potencia entre haz y haz, error de puntería del haz láser y errores de posicionamiento del objetivo.

Los grupo de investigadores ha demostrado que este enfoque reduce considerablemente la no uniformidad de la irradiación de la cápsula, entre un 35% y 50%, para perfiles de intensidad circulares y elípticos respectivamente.

Via Springer