Kas yra Hohlraum?

Hohlraum yra tuščiaviduris cilindro formos prietaisas, naudojamas spinduliuotei fokusuoti ir valdyti. Įrenginys, pavadintas vokišku žodžiu, reiškiančiu tuščiavidurį plotą, tolygiai paskirsto spinduliuotę savo sienose ir šildo nedidelį kuro gabalėlį centre. Jis gali būti toks mažas kaip sąvaržėlė ar pieštuko trintukas arba sudaryti iš branduolinio ginklo korpuso. „Hohlraum“ kapsulė gali būti naudojama branduoliniams sprogimams imituoti miniatiūriniu mastu arba naudojant lazerius, kad būtų pagaminta energija, kai sprogsta nedidelis viduje esančio kuro pavyzdys, pavyzdžiui, deuteris ar tritis. Maža skylė talpykloje gali būti naudojama išmatuoti sklindančią spinduliuotę ir jos elgseną esant temperatūrai vidinėje erdvėje.

Stipraus spinduliuotės šaltinio, pavyzdžiui, lazerio, fokusavimas į hohlraumo vidų gali sukelti sintezės reakciją, esančią viduje. Sukurti rentgeno spinduliai sugeriami ir simetriškai išspinduliuojami viduje, kad būtų galima kontroliuoti sistemos stabilumą eksperimento metu. Šis stabilumas leidžia įvykti sferiniams sprogimams, todėl eksperimentai tampa tikslūs ir vyksta intensyvios reakcijos. Hohlraums gali būti naudojamas sintezės ir dalijimosi reakcijų metu ir yra pagrindinis branduolinio ginklo taškas tiek pirminėms, tiek antrinėms atominėms reakcijoms.

Dažnai iš švino gaminamas hohlraumas, kuriame yra maža sferinė kuro kapsulė. Lazerio spinduliai nukreipiami per skylę detalės gale, reaguoja su vidinėmis sienelėmis ir sukuria rentgeno spindulius. Šie rentgeno spinduliai nuolat nukreipiami tarp sienų ir pakelia temperatūrą, kol ji pakankamai aukšta, kad užsidegtų kuras. Netiesiogiai šildant saloną, išvengiama būtinybės lazeriu tiksliai nukreipti energiją į kuro granulę. Kartais plonas putplasčio sluoksnis naudojamas kaip vidinis pamušalas, kuris praleidžia šilumą ir tolygiau paskirsto rentgeno spindulius.

Reakcija ertmėje taip pat suspaudžia deuterio, tričio ar berilio kuro granules ir įkaitina ją iki aukštesnės nei saulės temperatūros. Tik naudojant vandenilį ir helią, hohlraumo viduje temperatūra gali pakilti iki milijonų laipsnių. Tyrėjai mano, kad tokios reakcijos galėtų būti panaudotos kaip energijos šaltinis. Hohlraumai sugeria tiek daug energijos iš lazerių, kad kompiuterinis modeliavimas, atliktas prieš eksperimentus, neparodo, kaip gerai absorbcija vyksta. Tačiau norint pagaminti didelį energijos kiekį, laboratorijose vykstančios reakcijos turėtų vykti kelis kartus per sekundę, kad energijos srautas būtų pastovus.