¿Qué es un Hohlraum?

Un hohlraum es un dispositivo hueco en forma de cilindro que se usa para enfocar y controlar la radiación. Llamado así por la palabra alemana para área hueca, el dispositivo distribuye la radiación de manera uniforme dentro de sus paredes y calienta una pequeña pieza de combustible en el centro. Puede ser tan pequeño como un clip de papel o un borrador de lápiz, o puede comprender la carcasa de un arma nuclear. Se puede usar una cápsula de hohlraum para simular explosiones nucleares en una escala en miniatura, o con láseres para producir energía cuando una pequeña muestra de combustible en el interior, como el deuterio o el tritio, está implosionada. Se puede usar un pequeño orificio en el contenedor para medir la radiación que escapa y cómo se comporta a las temperaturas dentro del espacio interior.

Enfocar una fuente de radiación fuerte como un láser hacia el interior de un hohlraum puede crear una reacción de fusión contenida dentro. Los rayos X creados son absorbidos y re-irradiados simétricamente para controlar la estabilidad del sistema durante un experimento. Esta estabilidad permite que tengan lugar explosiones esféricas, lo que ayuda a realizar experimentos precisos y contener reacciones intensas. Los Hohlraums se pueden usar durante las reacciones de fusión y fisión, y son el punto focal en un arma nuclear tanto para las reacciones primarias como para las reacciones atómicas secundarias.

A menudo hecho de plomo, un hohlraum está construido para incluir una pequeña cápsula de combustible esférica. Los rayos láser se dirigen a través del orificio al final de la pieza, reaccionan con las paredes internas y producen rayos X. Estos rayos X se desvían continuamente entre las paredes y aumentan la temperatura hasta que sea lo suficientemente alta como para encender el combustible. Al calentar indirectamente el interior, se evita la necesidad de enfocar con precisión la energía en la pastilla de combustible con un láser. A veces se usa una capa delgada de espuma como revestimiento interno para conducir el calor y extender los rayos X de manera más uniforme.

La reacción dentro de la cavidad también comprime la pastilla de combustible de deuterio, tritio o berilio, y la calienta a una temperatura que es mayor que la del sol. Con solo hidrógeno y helio, las temperaturas pueden elevarse a millones de grados dentro del hohlraum. Los investigadores piensan que tales reacciones podrían usarse como fuente de energía. Los Hohlraums absorben tanta energía de los láseres que las simulaciones por computadora realizadas antes de los experimentos no muestran qué tan bien tiene lugar la absorción. Sin embargo, para producir una cantidad significativa de energía, las reacciones que se realizan en los laboratorios tendrían que ocurrir algunas veces por segundo para un flujo de energía constante.