2. כליאה אינרציאלית

מטרת הכליאה האינרציאלית היא דחיסה של מסה קטנה של דאוטריום וטריטיום לצפיפות גבוהה ביותר.

קצב המיזוג הגרעיני גדל עם הגידול בצפיפות, וראינו שעל פי קריטריון לאוסון חשובה המכפלה של הצפיפות והזמן.

הגדלת הצפיפות גורמת לכך שפרק הזמן הנדרש למילוי קריטריון לאוסון קטן בהתאם.

משתמשים בכמות חומר מזערית המרוכזת בכדורון בקוטר של כ- 1 מ"מ, המכיל תערובת של דאוטריום וטריטיום.

בלחץ אטמוספרי, נדרש פרק זמן של כ- 10-8 שניות לתהליך מיזוג גרעיני שתוצאתו היא הפקת אנרגיה בכמות הגדולה מהאנרגיה המושקעת.

אולם בלחץ אטמוספרי הכדורון יתפשט בקצב מהיר כך שצפיפותו תרד, ולא ניתן יהיה לבצע את התהליך.

לעומת זאת בלחצים של פי עשרת אלפים מלחץ הנוזל, פרק הזמן הנדרש הוא כ- 10-12 שניות, והחומר כלוא פרק זמן מספיק גדול, כך שמתקיים קריטריון לאוסון.

להשגת הלחצים האדירים (מסדר גודל של 1012 אטמוספירות), על טיפת הדלק הקרויה Pellet, משתמשים בעקרון ההנעה הרקטית (המבוסס על החוק השלישי של ניוטון): את חומר הדלק מרכזים בקליפה כדורית חלולה, אשר מחממים את שיכבתה החיצונית במהירות לטמפרטורות גבוהות.

החומר החיצוני של הקליפה מתנדף, ומתפשט במהירות החוצה.

כתוצאה מהתפשטותו, הוא מפעיל לחץ על החומר הנמצא בחלק הפנימי של הקליפה, ודוחס אותו למרכז הכדור.

בתהליך הדחיסה עולה הטמפרטורה של הדלק לטמפרטורה הנדרשת לתהליך המיזוג הגרעיני.

כמות האנרגיה הנדרשת היא מסדר גודל של 1014 ג'אול, בפרק זמן של ננושנייה (10-9 שניות). זהו התהליך בו משתמשים בלייזר.

תחילה ניסו להשתמש בלייזר CO2, ואחר כך בלייזר Nd-Glass. כיום הנטייה היא לכיוון אורכי גל קצרים יותר, בעיקר על ידי הכפלת תדר של לייזר Nd-Glass פי 2 או פי 3 (ובהתאם לכך הקטנת אורך הגל באותו יחס). הסיבה לנטייה לבחור באורכי גל קצרים יותר מתוארת בתרשים 9.23.

בתרשים זה מתואר אחוז אנרגיית הלייזר הנבלעת במטרה, לעומת עוצמת הלייזר הפוגעת, עבור מספר אורכי גל של לייזרים בהם בוצעו ניסויים.

תוצאות ניסויים של בליעת אלומת לייזר באורכי גל שונים ובעוצמות שונות

תרשים 9.23: תוצאות ניסויים של בליעת אלומת לייזר באורכי גל שונים ובעוצמות שונות

כפתור "הקודם" כפתור "הבא"