La fusión por confinamiento inercial ( ICF, por sus siglas en inglés) es un tipo de investigación de energía de fusión que intenta iniciar reacciones de fusión nuclear calentando y comprimiendo un objetivo de combustible, típicamente en forma de una pastilla que con mayor frecuencia contiene una mezcla de deuterio y tritio . Los gránulos de combustible típicos son del tamaño de la cabeza de un alfiler y contienen alrededor de 10 miligramos de combustible.
Para comprimir y calentar el combustible, se envía energía a la capa exterior del objetivo utilizando rayos de luz láser, electrones o iones de alta energía , aunque por diversas razones, casi todos los dispositivos ICF a partir de 2020 [actualizar]han utilizado láseres. La capa exterior calentada explota hacia afuera, produciendo una fuerza de reacción contra el resto del objetivo, acelerándolo hacia adentro, comprimiendo el combustible. Este proceso también está diseñado para crear ondas de choque que viajan hacia adentro a través del objetivo. Un conjunto de ondas de choque suficientemente potente puede comprimir y calentar el combustible en el centro tanto que se producen reacciones de fusión.
ICF es una de las dos ramas principales de la investigación de la energía de fusión, la otra es la fusión por confinamiento magnético . Cuando se propuso públicamente por primera vez a principios de la década de 1970, el ICF parecía ser un enfoque práctico para la producción de energía y el campo floreció. Los experimentos durante los años setenta y ochenta demostraron que la eficiencia de estos dispositivos era mucho menor de lo esperado y que alcanzar la ignición no sería fácil. A lo largo de las décadas de 1980 y 1990, se llevaron a cabo muchos experimentos para comprender la compleja interacción de la luz láser de alta intensidad y el plasma. Estos llevaron al diseño de máquinas más nuevas, mucho más grandes, que finalmente alcanzarían energías de ignición.
El experimento ICF operacional más grande es la Instalación Nacional de Ignición (NIF) en los EE. UU., Diseñado utilizando la experiencia de décadas de experimentos anteriores. Sin embargo, al igual que esos experimentos anteriores, el NIF no ha logrado alcanzar la ignición y, a partir de 2015, genera aproximadamente 1 ⁄ 3 de los niveles de energía requeridos. [1]
Descripción
Fusión básica
Las reacciones de fusión combinan átomos más ligeros, como el hidrógeno , para formar otros más grandes. Esto ocurre cuando dos átomos se acercan lo suficiente como para que la fuerza nuclear los junte. Los núcleos atómicos están cargados positivamente y, por lo tanto, se repelen entre sí debido a la fuerza electrostática . Superar esta repulsión para acercar los núcleos lo suficiente cuesta una cantidad considerable de energía, lo que se conoce como barrera de Coulomb o energía de barrera de fusión .
Generalmente, se necesitará menos energía para hacer que los núcleos más ligeros se fusionen, ya que tienen menos carga eléctrica y, por lo tanto, una energía de barrera más baja. Además, la fuerza nuclear aumenta con más nucleones, el número total de protones y neutrones. Por lo tanto, la barrera energética general se minimiza para los átomos con el mayor número de neutrones en comparación con los protones. Esta relación se maximiza en los dos isótopos de hidrógeno , deuterio con un protón y un neutrón y tritio con un protón y dos neutrones. Esto se conoce simplemente como DT y es el combustible de fusión más estudiado. A medida que aumenta la masa de los núcleos, hay un punto en el que la reacción ya no emite energía neta: la energía necesaria para superar la barrera energética es mayor que la energía liberada en la reacción de fusión resultante.
Una mezcla de DT en condiciones estándar no se fusiona; los núcleos deben unirse antes de que la fuerza nuclear pueda juntarlos en colecciones estables. Incluso en el centro denso y caliente del sol, el protón promedio existirá durante miles de millones de años antes de fusionarse. [2] Para los sistemas prácticos de energía de fusión, la tasa debe aumentarse drásticamente calentando el combustible a decenas de millones de grados o comprimiéndolo a presiones inmensas. La temperatura y la presión requeridas para que se fusione cualquier combustible en particular se conocen como el criterio de Lawson . Estas condiciones se conocen desde la década de 1950, cuando se construyeron las primeras bombas H. Cumplir con el Criterio de Lawson es extremadamente difícil en la Tierra, lo que explica por qué la investigación de la fusión ha tardado muchos años en alcanzar el alto estado actual de destreza técnica. [3]
Dispositivos termonucleares
En una bomba de hidrógeno , el combustible de fusión se comprime y se calienta con una bomba de fisión separada (ver diseño Teller-Ulam ). Una variedad de mecanismos transfiere la energía de la explosión "primaria" de fisión al combustible de fusión. Un mecanismo principal es que el destello de rayos X emitido por el primario queda atrapado dentro de la carcasa diseñada de la bomba, lo que hace que el volumen entre la carcasa y la bomba se llene con un "gas" de rayos X. Estos rayos X iluminan uniformemente el exterior de la sección de fusión, la "secundaria", calentándola rápidamente hasta que explota hacia afuera. Este soplado hacia afuera hace que el resto del secundario se comprima hacia adentro hasta que alcanza la temperatura y densidad donde comienzan las reacciones de fusión.
Cuando comienzan las reacciones, la energía liberada de ellas en forma de partículas mantiene la reacción en marcha. En el caso del combustible DT, la mayor parte de la energía se libera en forma de partículas alfa y neutrones. En la masa de combustible de densidad increíblemente alta, las partículas alfa no pueden viajar muy lejos antes de que su carga eléctrica, al interactuar con el plasma circundante, las haga más lentas. Esta transferencia de energía cinética calienta las partículas circundantes a las energías que necesitan para someterse también a la fusión. Este proceso hace que el combustible de fusión se queme hacia afuera desde el centro. Los neutrones eléctricamente neutros viajan distancias mucho más largas en la masa de combustible y no contribuyen a este proceso de autocalentamiento. En una bomba, en cambio, se usan para generar más tritio a través de reacciones en un combustible de deuteruro de litio, o se usan para desencadenar eventos de fisión en una capa circundante.
El requisito de que la reacción tenga que ser provocada por una bomba de fisión hace que el método no sea práctico para la generación de energía. Los disparadores de fisión no solo serían costosos de producir, sino que existe un tamaño mínimo en el que se puede construir una bomba de este tipo, definido aproximadamente por la masa crítica del combustible de plutonio utilizado. En general, parece difícil construir dispositivos nucleares mucho más pequeños que aproximadamente 1 kilotón de rendimiento, y la fusión secundaria se sumaría a este rendimiento. Esto hace que sea un problema de ingeniería difícil extraer energía de las explosiones resultantes. El Proyecto PACER estudió soluciones a los problemas de ingeniería, pero también demostró que no era económicamente viable, el costo de las bombas era mucho mayor que el valor de la electricidad resultante.
Mecanismo de acción de la ICF
Uno de los participantes de PACER, John Nuckolls , comenzó a explorar qué sucedía con el tamaño del primario requerido para iniciar la reacción de fusión a medida que se reducía el tamaño del secundario. Descubrió que a medida que el secundario alcanza el tamaño de miligramos, la cantidad de energía necesaria para encenderlo cae en el rango de megajulios. Por debajo de esta masa, el combustible se hizo tan pequeño después de la compresión que los alfas escaparían.
Un megajulio estaba muy por debajo incluso de los desencadenantes de fisión más pequeños, que estaban en el rango de los terajulios. La pregunta era si había alguna otra forma de entregar esos megajulios. Esto llevó a la idea de un "conductor", un dispositivo que transmitiría la energía al combustible desde la distancia. De esa manera, la explosión de fusión resultante no lo dañó, por lo que podría usarse repetidamente.
A mediados de la década de 1960, parecía que el láser podría desarrollarse hasta el punto en que estarían disponibles los niveles de energía requeridos. Generalmente, los sistemas ICF utilizan un solo láser cuyo haz se divide en varios haces que posteriormente se amplifican individualmente en un billón de veces o más. Estos se envían a la cámara de reacción, llamada cámara del objetivo, por una serie de espejos colocados para iluminar el objetivo de manera uniforme en toda su superficie. El calor aplicado por el conductor hace que la capa exterior del objetivo explote, al igual que las capas exteriores del cilindro de combustible de una bomba H cuando se iluminan con los rayos X del dispositivo de fisión. La velocidad de explosión es del orden de 108 metros por segundo. [4]
El material que explota de la superficie hace que el material restante en el interior sea empujado hacia adentro con gran fuerza, colapsando eventualmente en una pequeña bola casi esférica. [5] En los dispositivos ICF modernos, la densidad de la mezcla de combustible resultante es hasta mil veces la densidad del agua, o cien veces la del plomo, alrededor de 1000 g / cm 3 . Esta densidad no es lo suficientemente alta como para crear una tasa de fusión útil por sí sola. Sin embargo, durante el colapso del combustible, las ondas de choque también se forman y viajan hacia el centro del combustible a alta velocidad. Cuando se encuentran con sus homólogos que se mueven desde los otros lados del combustible en el centro, la densidad de ese punto aumenta mucho más.
Dadas las condiciones correctas, la velocidad de fusión en la región altamente comprimida por la onda de choque puede emitir cantidades significativas de partículas alfa altamente energéticas . Debido a la alta densidad del combustible circundante, se mueven solo una corta distancia antes de ser "termalizados", perdiendo su energía en el combustible en forma de calor. Esta energía adicional provocará reacciones de fusión adicionales en el combustible calentado, emitiendo más partículas de alta energía. Este proceso se extiende hacia afuera desde el centro, lo que conduce a una especie de quemadura autosostenida conocida como ignición .
Compresión frente a encendido
No hay límite para las ventajas de la compresión en términos de captura alfa; en teoría, lo mejor es un combustible con densidad infinita. En realidad, comprimir el combustible tiene una serie de limitaciones prácticas, especialmente una vez que comienza a degenerar los electrones , lo que ocurre a aproximadamente 1000 veces la densidad del agua (o 100 veces la del plomo). Para producir este nivel de compresión en el combustible DT, debe implosionarse a aproximadamente 140 km / segundo, lo que requiere aproximadamente 10 7 julios por gramo de combustible (J / g). Para los combustibles del tamaño de un miligramo, esta no es una cantidad particularmente grande de energía y puede ser proporcionada por dispositivos modestos.
Desafortunadamente, si bien este nivel de compresión atrapa de manera eficiente a los alfa, no es suficiente para calentar el combustible a las temperaturas requeridas donde comenzarán las reacciones de fusión, al menos 50 millones de Kelvin. Para alcanzar estas condiciones, la velocidad debe ser de unos 300 km / segundo, lo que requiere 10 9 J, lo que es significativamente más difícil de alcanzar. Ha habido una serie de sugerencias sobre formas de reducir esto.
En el sistema más utilizado hasta la fecha, el "encendido de punto caliente central", el pulso de energía del conductor tiene una forma tal que se lanzan varios choques (3 o 4) dentro de la cápsula. Esto comprime la cubierta de la cápsula y la acelera hacia adentro formando una masa de implosión esférica, que viaja a unos 300 km / seg. El caparazón comprime y calienta el gas interno hasta que su presión aumenta lo suficiente para resistir el caparazón convergente. Esto lanza una onda de choque inversa que desacelera el caparazón y aumenta brevemente la densidad a valores enormes. El objetivo de este concepto es provocar suficientes reacciones para que el autocalentamiento alfa tenga lugar en el resto del combustible que aún está en erupción. Esto requiere alrededor de 4.5x10 7 J / g, pero una serie de pérdidas prácticas lo elevan a aproximadamente 10 8 J.
En el enfoque de "encendido rápido", se utiliza un láser independiente para proporcionar la energía adicional directamente al centro del combustible. Esto se puede arreglar a través de medios mecánicos, a menudo usando un pequeño cono de metal que perfora la pared exterior de la pastilla de combustible para permitir que la luz láser acceda al centro. En las pruebas, este enfoque ha fallado ya que el pulso de luz tiene que llegar al centro en un momento preciso, cuando está oscurecido por los escombros y especialmente por los electrones libres del pulso de compresión. También tiene la desventaja de requerir un segundo pulso de láser, que casi siempre requiere un láser completamente separado.
Una técnica relativamente nueva, a partir de 2007[actualizar], es "ignición por choque". Esto es similar en concepto a la técnica del punto caliente, pero en lugar de lograr la ignición mediante el calentamiento por compresión del punto caliente, se envía un choque final potente al combustible en un momento tardío para activar el encendido mediante una combinación de compresión y calentamiento de choque. Esto aumenta la eficiencia del proceso con miras a reducir la cantidad total de energía requerida.
Impulsión directa vs indirecta
En la concepción más simple del enfoque ICF, el combustible se organiza como una esfera. Esto permite que se empuje hacia adentro desde todos los lados para colapsar en el centro. Para producir la fuerza hacia adentro, el combustible se coloca dentro de una capa delgada que capturará la energía del conductor y explotará hacia afuera. En la práctica, las cápsulas normalmente están hechas de un plástico liviano y el combustible se deposita como una capa en el interior insertando una pequeña cantidad de gas en la carcasa y luego congelándola.
La idea de que el conductor brille directamente sobre el combustible se conoce como el enfoque de "conducción directa". Para que el combustible de fusión alcance las condiciones requeridas, el proceso de implosión debe ser extremadamente uniforme para evitar una asimetría significativa debido a la inestabilidad de Rayleigh-Taylor y efectos similares. Para una energía de haz de 1 MJ en total, la cápsula de combustible no puede ser mayor de 2 mm antes de que estos efectos destruyan la simetría de implosión. Esto produce un límite muy estricto en el tamaño de las vigas, que puede ser difícil de lograr en la práctica.
Esto ha llevado a un concepto alternativo, "accionamiento indirecto", en el que el rayo no incide directamente en la cápsula de combustible. En cambio, brilla en un pequeño cilindro de metal pesado, a menudo oro o plomo , conocido como "hohlraum". Las vigas están dispuestas de manera que no golpeen la cápsula de combustible suspendida en el centro. La energía calienta el hohlraum hasta que comienza a emitir rayos-X . Estos rayos X llenan el interior del hohlraum y realizan el calentamiento de la cápsula. La ventaja de este enfoque es que los haces pueden ser más grandes y menos precisos, lo que facilita enormemente el diseño del controlador. La desventaja es que gran parte de la energía suministrada se utiliza para calentar el hohlraum hasta que esté "caliente por rayos X", por lo que la eficiencia de extremo a extremo es mucho menor que el concepto de accionamiento directo.
Problemas con el logro exitoso
Los principales problemas con el aumento del rendimiento del ICF desde los primeros experimentos en la década de 1970 han sido el suministro de energía al objetivo, controlando la simetría del combustible en implosión, evitando el calentamiento prematuro del combustible antes de que se alcance la densidad máxima, evitando la mezcla prematura de combustible frío y caliente. por inestabilidades hidrodinámicas , y la formación de una convergencia de onda de choque "apretada" en el centro de combustible comprimido.
Para enfocar la onda de choque en el centro del objetivo, el objetivo debe hacerse con una precisión y esfericidad extremadamente altas con aberraciones de no más de unos pocos micrómetros sobre su superficie (interior y exterior). Asimismo, la orientación de los rayos láser debe ser extremadamente precisa y los rayos deben llegar al mismo tiempo a todos los puntos del objetivo. Sin embargo, la sincronización del haz es un problema relativamente simple y se resuelve mediante el uso de líneas de retardo en la trayectoria óptica de los haces para lograr niveles de picosegundos de precisión de sincronización.El otro problema importante que afecta al logro de alta simetría y altas temperaturas / densidades del objetivo en implosión son los llamados desequilibrios "haz-haz" y anisotropía del haz. Estos problemas son, respectivamente, cuando la energía suministrada por un haz puede ser más alta o más baja que la de otros haces que inciden en el objetivo y de "puntos calientes" dentro de un diámetro de haz que impactan en un objetivo, lo que induce una compresión desigual en la superficie del objetivo, formando así Rayleigh. -Inestabilidades Taylor [6] en el combustible, mezclándolo prematuramente y reduciendo la eficacia de calentamiento en el momento de máxima compresión. La inestabilidad de Richtmyer-Meshkov también se forma durante el proceso debido a la formación de ondas de choque.
Todos estos problemas se han mitigado sustancialmente en diversos grados en las últimas dos décadas de investigación mediante el uso de diversas técnicas de suavizado de haz y diagnósticos de energía de haz para equilibrar la energía de haz a haz; sin embargo, la inestabilidad de RT sigue siendo un problema importante. El diseño de Target también ha mejorado enormemente a lo largo de los años. Los objetivos modernos de hielo de hidrógeno criogénico tienden a congelar una capa delgada de deuterio justo en el interior de una esfera de plástico mientras la irradian con un láser IR de baja potencia para suavizar su superficie interna mientras se monitorea con una cámara equipada con microscopio , lo que permite que la capa sea supervisado de cerca asegurando su "suavidad". [8] Los objetivos criogénicos llenos de una mezcla de deuterio tritio (DT) se "suavizan automáticamente" debido a la pequeña cantidad de calor creada por la desintegración del isótopo radiactivo del tritio. Esto a menudo se denomina " capas beta ". [9]
Ciertos objetivos están rodeados por un pequeño cilindro de metal que es irradiado por los rayos láser en lugar del objetivo en sí, un enfoque conocido como " impulsión indirecta ". [10] En este enfoque el láser se centran en el lado interior del cilindro, calentándolo a una supercaliente plasma que irradia sobre todo en los rayos X . Los rayos X de este plasma luego son absorbidos por la superficie objetivo, implosionando de la misma manera que si hubiera sido golpeado directamente con los láseres. La absorción de rayos X térmicos por parte del objetivo es más eficiente que la absorción directa de la luz láser; sin embargo, estos hohlraums o "cámaras de combustión" también consumen una energía considerable para calentarse por sí mismos, lo que reduce significativamente la eficiencia general de láser a transferencia de energía objetivo. Por tanto, son una característica debatida incluso hoy; el igualmente numeroso diseño de " accionamiento directo " no los utiliza. Muy a menudo, los objetivos hohlraum de propulsión indirecta se utilizan para simular pruebas de armas termonucleares debido al hecho de que el combustible de fusión en ellos también es implosionado principalmente por radiación de rayos X.
Se está explorando una variedad de controladores ICF. Los láseres han mejorado dramáticamente desde la década de 1970, aumentando la energía y la potencia de unos pocos julios y kilovatios a megajulios (ver láser NIF ) y cientos de teravatios, utilizando principalmente luz de frecuencia duplicada o triplicada de amplificadores de vidrio de neodimio .
Los haces de iones pesados son particularmente interesantes para la generación comercial, ya que son fáciles de crear, controlar y enfocar. En el lado negativo, es muy difícil lograr las densidades de energía muy altas requeridas para implosionar un objetivo de manera eficiente, y la mayoría de los sistemas de haz de iones requieren el uso de un hohlraum que rodee el objetivo para suavizar la irradiación, lo que reduce la eficiencia general del acoplamiento. de la energía del haz de iones a la del objetivo que implosiona más.
Historia
Primera concepción
En los EE.UU
La historia de la fusión por confinamiento inercial se remonta a la conferencia "Átomos por la paz" celebrada en 1957 en Ginebra. Esta fue una gran conferencia internacional patrocinada por la ONU entre las superpotencias de Estados Unidos y Rusia. Entre los muchos temas cubiertos durante el evento, se pensó en usar una bomba de hidrógeno para calentar una caverna llena de agua. El vapor resultante se usaría luego para alimentar generadores convencionales y, por lo tanto, proporcionar energía eléctrica. [11]
Esta reunión dio lugar a los esfuerzos de la Operación Reja de arado , que recibió este nombre en 1961. Se estudiaron tres conceptos principales como parte de Reja de arado; generación de energía en el marco del Proyecto PACER , el uso de grandes explosiones nucleares para excavación y como una especie de fracking nuclear para la industria del gas natural. PACER se probó directamente en diciembre de 1961 cuando el dispositivo Project Gnome de 3 kt se colocó en un lecho de sal en Nuevo México. A pesar de todas las teorizaciones e intentos de detenerlo, se liberó vapor radiactivo del eje de perforación, a cierta distancia del sitio de prueba. Más estudios como parte de PACER llevaron a una serie de cavidades diseñadas que reemplazaron a las naturales, pero durante este período todos los esfuerzos de Plowshare cambiaron de mal en peor, especialmente después del fracaso del sedán de 1962 que liberó enormes cantidades de lluvia radiactiva . Sin embargo, PACER continuó recibiendo algunos fondos hasta 1975, cuando un estudio de una tercera parte demostró que el costo de la electricidad de PACER sería el equivalente a las plantas nucleares convencionales con costos de combustible diez veces mayores que ellos. [12]
Otro resultado de la conferencia "Átomos por la paz" fue impulsar a John Nuckolls a comenzar a considerar lo que sucede en el lado de fusión de la bomba. Una bomba termonuclear tiene dos partes, una "primaria" basada en la fisión y una "secundaria" basada en la fusión. Cuando el primario explota, libera rayos X que implosionan al secundario. El primer trabajo de Nuckolls se centró en el estudio de qué tan pequeño podría hacerse el secundario sin dejar de tener una gran " ganancia " para proporcionar una producción neta de energía. Este trabajo sugirió que en tamaños muy pequeños, del orden de miligramos, se necesitaría muy poca energía para encenderlo, mucho menos que una fisión primaria. [11] Él propuso construir, en efecto, diminutos explosivos de fusión usando una pequeña gota de combustible DT suspendido en el centro de un caparazón de metal, hoy conocido como hohlraum. El proyectil proporcionó el mismo efecto que la carcasa de la bomba en una bomba H, atrapando los rayos X en el interior para que irradien el combustible. La principal diferencia es que los rayos X no serían suministrados por una bomba de fisión, sino por algún tipo de dispositivo externo que calentaba el caparazón desde el exterior hasta que brillaba en la región de rayos X (ver radiación térmica ). La energía sería entregada por una fuente de energía pulsada no identificada a la que se refirió usando terminología de bomba, la "primaria". [13]
La principal ventaja de este esquema es la eficiencia del proceso de fusión a altas densidades. Según el criterio de Lawson, la cantidad de energía necesaria para calentar el combustible DT a condiciones de equilibrio a presión ambiente es quizás 100 veces mayor que la energía necesaria para comprimirlo a una presión que produzca la misma velocidad de fusión. Entonces, en teoría, el enfoque ICF sería dramáticamente más eficiente en términos de ganancia. [13] Esto puede entenderse considerando las pérdidas de energía en un escenario convencional donde el combustible se calienta lentamente, como en el caso de la energía de fusión magnética ; la tasa de pérdida de energía al medio ambiente se basa en la diferencia de temperatura entre el combustible y su entorno, que continúa aumentando a medida que se calienta el combustible. En el caso de ICF, todo el hohlraum está lleno de radiación de alta temperatura, lo que limita las pérdidas. [14]
En Alemania
Por la misma época (en 1956) el pionero de la fusión Carl Friedrich von Weizsäcker organizó una reunión en el Instituto Max Planck de Alemania . En esta reunión, Friedwardt Winterberg propuso la ignición sin fisión de una microexplosión termonuclear por una onda de choque convergente impulsada con explosivos de alta potencia. [15] En un informe desclasificado de la antigua Stasi de Alemania Oriental (Staatsicherheitsdienst) se incluye una referencia adicional al trabajo de Winterberg en Alemania sobre microexplosiones nucleares (mininukes ). [dieciséis]
En 1964 Winterberg propuso que la ignición se podía lograr mediante un haz intenso de micropartículas acelerado a una velocidad de 1000 km / s. [17] Y en 1968, propuso utilizar haces intensos de electrones e iones, generados por generadores de Marx , para el mismo propósito. [18] La ventaja de esta propuesta es que la generación de haces de partículas cargadas no solo es menos costosa que la generación de rayos láser, sino que también puede atrapar los productos de reacción de fusión cargados debido al fuerte campo de haz automagnético, reduciendo drásticamente la compresión. requisitos para objetivos cilíndricos encendidos por haz.
En la URSS
En 1967, el investigador Gurgen Askaryan publicó un artículo que proponía el uso de rayos láser enfocados en la fusión de deuteruro de litio o deuterio. [19]
Investigaciones tempranas
A finales de la década de 1950, Nuckolls y colaboradores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) ejecutaron una serie de simulaciones por computadora del concepto ICF. A principios de 1960, esto produjo una simulación completa de la implosión de 1 mg de combustible DT dentro de una capa densa. La simulación sugirió que una entrada de energía de 5 MJ al hohlraum produciría 50 MJ de salida de fusión, una ganancia de 10. En ese momento, el láser aún no se había inventado y se consideró una amplia variedad de controladores posibles, incluidas las máquinas de potencia pulsada. , aceleradores de partículas cargadas, pistolas de plasma y pistolas de perdigones de hipervelocidad. [20]
A lo largo del año se realizaron dos avances teóricos clave. Nuevas simulaciones consideraron la sincronización de la energía entregada en el pulso, conocida como "modelado del pulso", lo que conduce a una mejor implosión. Además, el caparazón se hizo mucho más grande y delgado, formando un caparazón delgado en lugar de una bola casi sólida. Estos dos cambios aumentaron drásticamente la eficiencia de la implosión y, por lo tanto, redujeron en gran medida la energía necesaria para comprimirla. Usando estas mejoras, se calculó que se necesitaría un controlador de aproximadamente 1 MJ, [21] una mejora de cinco veces. Durante los dos años siguientes se propusieron varios otros avances teóricos, en particular el desarrollo de Ray Kidder de un sistema de implosión sin un hohlraum, el llamado enfoque de "impulsión directa", y el trabajo de Stirling Colgate y Ron Zabawski en sistemas muy pequeños con tan poco como 1 μg de combustible DT. [22]
La introducción del láser en 1960 en Hughes Research Laboratories en California pareció presentar un mecanismo impulsor perfecto. A partir de 1962, el director de Livermore, John S. Foster, Jr. y Edward Teller comenzaron un esfuerzo de estudio láser a pequeña escala dirigido hacia el enfoque ICF. Incluso en esta etapa inicial, se comprendía bien la idoneidad del sistema ICF para la investigación de armas y la razón principal de su capacidad para obtener financiación. [23] Durante la próxima década, LLNL fabricó varios dispositivos experimentales pequeños para estudios básicos de interacción láser-plasma.
Comienza el desarrollo
En 1967, Kip Siegel fundó KMS Industries utilizando el producto de la venta de su participación en una empresa anterior, Conductron, pionera en holografía . A principios de la década de 1970, formó KMS Fusion para comenzar el desarrollo de un sistema ICF basado en láser. [24] Este desarrollo condujo a una oposición considerable de los laboratorios de armas, incluido LLNL, quienes expusieron una variedad de razones por las que no se debería permitir a KMS desarrollar ICF en público. Esta oposición se canalizó a través de la Comisión de Energía Atómica , que exigió financiación para sus propios esfuerzos. Al ruido de fondo se sumaban los rumores de un agresivo programa ICF soviético, nuevos láseres de vidrio y CO 2 de mayor potencia , el concepto de controlador de haz de electrones y la crisis energética de la década de 1970 que dio impulso a muchos proyectos energéticos. [23]
En 1972, Nuckolls escribió un influyente artículo público en Nature presentando ICF y sugiriendo que se podrían hacer sistemas de banco de pruebas para generar fusión con controladores en el rango kJ y sistemas de alta ganancia con controladores MJ. [25] [26]
A pesar de los recursos limitados y los numerosos problemas comerciales, KMS Fusion demostró con éxito la fusión del proceso ICF el 1 de mayo de 1974. [27] Sin embargo, este éxito fue seguido poco después por la muerte de Siegel y el final de la fusión de KMS aproximadamente un año después. , habiendo dirigido la empresa con la póliza de seguro de vida de Siegel. [24] En este punto, varios laboratorios de armas y universidades habían comenzado sus propios programas, en particular los láseres de estado sólido ( Nd: láseres de vidrio ) en LLNL y la Universidad de Rochester , y los sistemas de láseres excimer de flúor de criptón en Los Alamos y la Investigación Naval. Laboratorio .
Aunque el éxito de KMS condujo a un importante esfuerzo de desarrollo, los avances que siguieron se vieron obstaculizados y siguen estando obstaculizados por los problemas aparentemente insolubles que caracterizan la investigación de la fusión en general.
ICF de alta energía
Los experimentos ICF de alta energía (varios cientos de julios por disparo y experimentos más grandes) comenzaron en serio a principios de la década de 1970, cuando se diseñaron por primera vez láseres de la energía y potencia requeridas. Esto fue algún tiempo después del exitoso diseño de los sistemas de fusión por confinamiento magnético, y en la época del diseño tokamak particularmente exitoso que se introdujo a principios de los años 70. No obstante, la alta financiación para la investigación de la fusión estimulada por las múltiples crisis energéticas de mediados a finales de la década de 1970 produjo rápidos avances en el rendimiento, y los diseños inerciales pronto alcanzaron el mismo tipo de condiciones "por debajo del umbral de rentabilidad" de los mejores sistemas magnéticos.
LLNL estaba, en particular, muy bien financiado y comenzó un importante programa de desarrollo de fusión láser. Su láser Janus comenzó a funcionar en 1974 y validó el enfoque de utilizar láseres de vidrio Nd para generar dispositivos de muy alta potencia. Los problemas de enfoque se exploraron en el láser de trayectoria larga y el láser Cyclops , lo que condujo al láser Argus más grande . Ninguno de estos estaba destinado a ser dispositivos ICF prácticos, pero cada uno avanzó el estado de la técnica hasta el punto en que había cierta confianza en que el enfoque básico era válido. En ese momento se creía que hacer un dispositivo mucho más grande del tipo Cyclops podría comprimir y calentar los objetivos ICF, lo que provocaría la ignición en el "corto plazo". Esta fue una idea errónea basada en la extrapolación de los rendimientos de fusión observados en experimentos que utilizan el tipo de cápsulas de combustible llamado "empujador explosivo". Durante el período que abarca los años de finales de los 70 y principios de los 80, las estimaciones de energía láser en el objetivo necesarias para lograr la ignición se duplicaron casi cada año a medida que se comprendían gradualmente las diversas inestabilidades del plasma y los modos de pérdida de acoplamiento de energía láser-plasma. La comprensión de que los diseños simples del objetivo del empujador explosivo y las intensidades de irradiación láser de pocos kilojulios (kJ) nunca escalarían a rendimientos de fusión de alta ganancia llevó al esfuerzo por aumentar las energías del láser al nivel de 100 kJ en el UV y a la producción de un ablador avanzado. y diseños de blancos de hielo DT criogénicos.
Shiva y Nova
Uno de los primeros intentos serios y a gran escala de un diseño de controlador ICF fue el láser Shiva , un sistema láser de vidrio dopado con neodimio de 20 haces construido en el LLNL que comenzó a funcionar en 1978. Shiva fue un diseño de "prueba de concepto" destinado a demostrar compresión de cápsulas de combustible de fusión a muchas veces la densidad líquida del hidrógeno. En esto, Shiva tuvo éxito y comprimió sus gránulos a 100 veces la densidad líquida del deuterio. Sin embargo, debido al fuerte acoplamiento del láser con los electrones calientes, el calentamiento prematuro del plasma denso (iones) fue problemático y los rendimientos de fusión fueron bajos. Este fracaso de Shiva para calentar eficientemente el plasma comprimido apuntó al uso de multiplicadores de frecuencia óptica como una solución que triplicaría la frecuencia de la luz infrarroja del láser a la ultravioleta a 351 nm. Los nuevos esquemas descubiertos para frecuencia de manera eficiente la luz láser triple de alta intensidad descubiertos en el Laboratorio de Energía Láser en 1980 permitieron experimentar con este método de irradiación objetivo en el láser OMEGA de 24 haces y el láser NOVETTE , que fue seguido por el diseño del láser Nova con 10 veces la energía de Shiva, el primer diseño con el objetivo específico de alcanzar las condiciones de encendido.
Nova también falló en su objetivo de lograr la ignición, esta vez debido a la variación severa en la intensidad del láser en sus rayos (y las diferencias de intensidad entre los rayos) causada por la filamentación que resultó en una gran falta de uniformidad en la suavidad de la irradiación en el objetivo y una implosión asimétrica. Las técnicas pioneras anteriormente no pudieron abordar estos nuevos problemas. Pero de nuevo, este fallo condujo a una comprensión mucho mayor del proceso de implosión, y el camino a seguir parecía claro de nuevo, a saber, el aumento de la uniformidad de la irradiación, la reducción de los puntos calientes en los rayos láser a través de técnicas de suavizado de rayos para reducir Rayleigh. Las inestabilidades de Taylor se imprimen en el objetivo y aumenta la energía del láser en el objetivo en al menos un orden de magnitud. La financiación para la investigación de la fusión se vio muy limitada en los años 80, pero Nova, no obstante, reunió con éxito suficiente información para una máquina de próxima generación.
Instalación Nacional de Ignición
El diseño resultante, ahora conocido como Instalación Nacional de Ignición , comenzó a construirse en LLNL en 1997. El objetivo principal de NIF será operar como el dispositivo experimental insignia del llamado programa de administración nuclear , apoyando el papel tradicional de LLNL en la fabricación de bombas. Completado en marzo de 2009, [28] NIF ha llevado a cabo experimentos utilizando los 192 haces, incluidos experimentos que establecieron nuevos récords para la entrega de energía mediante un láser. [29] [30] Los primeros intentos creíbles de encendido se programaron inicialmente para 2010, [ cita requerida ] pero no se logró el encendido al 30 de septiembre de 2012. [31] Al 7 de octubre de 2013, se entiende que la instalación tiene logró un hito importante hacia la comercialización de la fusión, a saber, por primera vez una cápsula de combustible emitió más energía de la que se le aplicó. [32] Esto todavía está muy lejos de satisfacer el criterio de Lawson, pero es un gran paso adelante. [33] En junio de 2018, el NIF anunció el logro de una producción récord de 54kJ de energía de fusión. [34]
Encendido rápido
Un desarrollo más reciente es el concepto de " encendido rápido " , que puede ofrecer una forma de calentar directamente el combustible de alta densidad después de la compresión, desacoplando así las fases de calentamiento y compresión de la implosión. En este enfoque, el objetivo se comprime primero "normalmente" utilizando un sistema de láser controlador, y luego, cuando la implosión alcanza la densidad máxima (en el punto de estancamiento o "tiempo de explosión"), un segundo petavatio de potencia ultra alta de pulso ultracorto (PW ) El láser emite un solo pulso enfocado en un lado del núcleo, calentándolo dramáticamente y, con suerte, iniciando la ignición por fusión. Los dos tipos de ignición rápida son el método de "perforación de plasma" y el método de "cono en cáscara". En el primer método, simplemente se espera que el láser de petavatios perfore directamente a través del plasma exterior de una cápsula en implosión e incida y caliente el núcleo denso, mientras que en el método de cono en cáscara, la cápsula se monta en el extremo de un pequeño cono de alta z (alto número atómico ) de modo que la punta del cono se proyecta hacia el núcleo de la cápsula. En este segundo método, cuando la cápsula está implosionada, el petavatio tiene una vista clara directamente hacia el núcleo de alta densidad y no tiene que desperdiciar energía perforando un plasma de "corona"; sin embargo, la presencia del cono afecta el proceso de implosión de formas significativas que no se comprenden completamente. Actualmente se están llevando a cabo varios proyectos para explorar el enfoque de encendido rápido, incluidas las actualizaciones del láser OMEGA en la Universidad de Rochester, el dispositivo GEKKO XII en Japón y una instalación completamente nueva de £ 500 millones, conocida como HiPER , propuesta para su construcción en Europa. Unión . Si tiene éxito, el enfoque de encendido rápido podría reducir drásticamente la cantidad total de energía necesaria para entregar al objetivo; mientras que NIF utiliza rayos UV de 2 MJ, el controlador de HiPER es de 200 kJ y el calentador de 70 kJ, sin embargo, las ganancias de fusión previstas son incluso más altas que en NIF.
Otros proyectos
Laser Mégajoule , el proyecto francés, vio su primera línea experimental lograda en 2002, y sus primeros tiros al blanco finalmente se llevaron a cabo en 2014. [35] La máquina estaba aproximadamente un 75% completa en 2016.
Usar un enfoque completamente diferente es el dispositivo z -pinch . Z -pinch utiliza cantidades masivas de corriente eléctrica que se conmuta a un cilindro que consta de cables extremadamente finos. Los alambres se vaporizan para formar un plasma de alta corriente eléctricamente conductor; el campo magnético circunferencial resultante aprieta el cilindro de plasma, implosionándolo y generando así un pulso de rayos X de alta potencia que puede usarse para impulsar la implosión de una cápsula de combustible. Los desafíos de este enfoque incluyen temperaturas de impulsión relativamente bajas, lo que resulta en velocidades de implosión lentas y un crecimiento de inestabilidad potencialmente grande, y precalentamiento causado por rayos X de alta energía. [36] [37]
Como fuente de energía
Las plantas de energía prácticas construidas con ICF se han estudiado desde finales de la década de 1970, cuando los experimentos de ICF estaban comenzando a aumentar a potencias superiores; se conocen como energía de fusión inercial o plantas IFE . Estos dispositivos enviarían una corriente sucesiva de objetivos a la cámara de reacción, típicamente varios por segundo, y capturarían el calor resultante y la radiación de neutrones de su implosión y fusión para impulsar una turbina de vapor convencional .
Desafíos técnicos
IFE enfrenta continuos desafíos técnicos para alcanzar las condiciones necesarias para la ignición. Pero incluso si todos estos se resolvieran, hay un número significativo de problemas prácticos que parecen igualmente difíciles de superar. Inicialmente se creía que los sistemas impulsados por láser podían generar cantidades de energía comercialmente útiles. Sin embargo, a medida que las estimaciones de la energía necesaria para alcanzar la ignición aumentaron drásticamente durante las décadas de 1970 y 1980, estas esperanzas se abandonaron. Dada la baja eficiencia del proceso de amplificación láser (alrededor del 1 al 1,5%) y las pérdidas en la generación (los sistemas de turbinas accionados por vapor suelen tener una eficiencia de alrededor del 35%), las ganancias de fusión tendrían que ser del orden de 350 solo para energéticamente cubrir los gastos. Este tipo de ganancias parecía imposible de generar, y el trabajo de ICF se centró principalmente en la investigación de armas. [ cita requerida ]
Con la reciente introducción de encendido rápido y enfoques similares, las cosas han cambiado drásticamente. En este enfoque, se predicen ganancias de 100 en el primer dispositivo experimental, HiPER. Dada una ganancia de aproximadamente 100 y una eficiencia del láser de aproximadamente el 1%, HiPER produce aproximadamente la misma cantidad de energía de fusión que la energía eléctrica que se necesitaba para crearla. También parece que puede ser posible una mejora de un orden de magnitud en la eficiencia del láser mediante el uso de diseños más nuevos que reemplacen las lámparas de destellos con diodos láser que están sintonizados para producir la mayor parte de su energía en un rango de frecuencia que se absorbe fuertemente. Los dispositivos experimentales iniciales ofrecen eficiencias de aproximadamente el 10%, y se sugiere que el 20% es una posibilidad real con algún desarrollo adicional.
Con dispositivos "clásicos" como NIF se utilizan alrededor de 330 MJ de energía eléctrica para producir los haces impulsores, produciendo un rendimiento esperado de alrededor de 20 MJ, con un rendimiento máximo creíble de 45 MJ. Usar el mismo tipo de números en un reactor que combina encendido rápido con láseres más nuevos ofrecería un rendimiento drásticamente mejorado. HiPER requiere aproximadamente 270 kJ de energía láser, por lo que suponiendo un controlador de láser de diodo de primera generación al 10%, el reactor requeriría aproximadamente 3 MJ de energía eléctrica. Se espera que esto produzca alrededor de 30 MJ de energía de fusión. [38] Incluso una conversión muy pobre a energía eléctrica parece ofrecer una salida de potencia en el mundo real, y las mejoras incrementales en el rendimiento y la eficiencia del láser parecen ser capaces de ofrecer una salida comercialmente útil.
Problemas prácticos
Los sistemas ICF enfrentan algunos de los mismos problemas de extracción de energía secundaria que los sistemas magnéticos para generar energía útil a partir de sus reacciones. Una de las principales preocupaciones es cómo eliminar con éxito el calor de la cámara de reacción sin interferir con los objetivos y los haces impulsores. Otra seria preocupación es que la gran cantidad de neutrones liberados en las reacciones de fusión reaccionan con la planta, provocando que ellos mismos se vuelvan intensamente radiactivos, además de debilitar mecánicamente los metales. Las plantas de fusión construidas con metales convencionales como el acero tendrían una vida útil bastante corta y los recipientes de contención del núcleo deberán reemplazarse con frecuencia.
Un concepto actual para hacer frente a estos dos problemas, como se muestra en el diseño de línea de base de HYLIFE-II , es utilizar una "cascada" de FLiBe , una mezcla fundida de sales de fluoruro de litio y berilio , que protegen la cámara de los neutrones y llevarse el calor. Luego, el FLiBe pasa a un intercambiador de calor donde calienta el agua para su uso en las turbinas. [39] El tritio producido por la fisión de núcleos de litio también se puede extraer para cerrar el ciclo de combustible termonuclear de la central, una necesidad para el funcionamiento perpetuo porque el tritio no existe en cantidad de forma natural y debe fabricarse. Otro concepto, Sombrero , utiliza una cámara de reacción construida de polímero reforzado con fibra de carbono que tiene una sección transversal de neutrones muy baja . El enfriamiento es proporcionado por una cerámica fundida, elegida por su capacidad para evitar que los neutrones viajen más lejos, mientras que al mismo tiempo es un agente de transferencia de calor eficiente. [40]
Viabilidad económica
Incluso si estos avances técnicos resuelven los considerables problemas en IFE, otro factor que trabaja en contra del IFE es el costo del combustible. Incluso cuando Nuckolls estaba desarrollando sus primeros cálculos detallados sobre la idea, sus compañeros de trabajo señalaron esto: si una máquina IFE produce 50 MJ de energía de fusión, uno podría esperar que un disparo pudiera producir quizás 10 MJ de energía para la exportación. Convertido a unidades más conocidas, esto equivale a 2,8 kWh de energía eléctrica. Las tarifas al por mayor de energía eléctrica en la red eran de aproximadamente 0,3 centavos / kWh en ese momento, lo que significaba que el valor monetario de la inyección era quizás de un centavo. En los 50 años intermedios, el precio de la energía se ha mantenido casi al mismo nivel que la tasa de inflación, y la tasa en 2012 en Ontario, Canadá, fue de aproximadamente 2,8 centavos / kWh. [41]
Por lo tanto, para que una planta IFE sea económicamente viable, las inyecciones de combustible tendrían que costar considerablemente menos de diez centavos en dólares del año 2012. En el momento en que se notó esta objeción por primera vez, Nuckolls sugirió usar gotas de líquido rociadas en el hohlraum desde un aparato similar a un cuentagotas. [21] Dadas las demandas cada vez mayores de una mayor uniformidad de los objetivos, este enfoque no parece práctico, ya que incluso el ablador interno y el combustible en sí cuestan actualmente varios órdenes de magnitud más que esto. Además, la solución de Nuckolls hizo que el combustible cayera en un hohlraum fijo que se reutilizaría en un ciclo continuo, pero a los niveles de energía actuales, el hohlraum se destruye con cada disparo.
Los sistemas de transmisión directa evitan el uso de un hohlraum y, por lo tanto, pueden ser menos costosos en términos de combustible. Sin embargo, estos sistemas aún requieren un ablador, y la precisión y las consideraciones geométricas son aún más importantes. También están mucho menos desarrollados que los sistemas de impulsión indirecta y enfrentan problemas considerablemente más técnicos en términos de física de implosión. Actualmente no existe un consenso sólido sobre si un sistema de transmisión directa sería realmente menos costoso de operar.
Desarrollo proyectado
Las diversas fases de dicho proyecto son las siguientes, la secuencia del desarrollo de la fusión por confinamiento inercial sigue en gran parte el mismo esquema:
- Demostración ardiente
- Logro reproducible de alguna liberación de energía de fusión (no necesariamente un factor Q de> 1).
- Demostración de alta ganancia
- Demostración experimental de la viabilidad de un reactor con suficiente ganancia de energía.
- Demostración industrial
- Validación de las distintas opciones técnicas y de todos los datos necesarios para definir un reactor comercial.
- Demostración comercial
- Demostración de la capacidad del reactor para funcionar durante un largo período, respetando todos los requisitos de seguridad, responsabilidad y costo.
Por el momento, según los datos disponibles, [42] los experimentos de fusión por confinamiento inercial no han ido más allá de la primera fase, aunque Nova y otros han demostrado repetidamente su funcionamiento dentro de este ámbito. A corto plazo, se espera que varios sistemas nuevos alcancen la segunda etapa.
Para una verdadera demostración industrial, se requiere más trabajo. En particular, los sistemas láser deben poder funcionar a altas frecuencias de funcionamiento, quizás de una a diez veces por segundo. La mayoría de los sistemas láser mencionados en este artículo tienen problemas para funcionar incluso una vez al día. Partes del presupuesto de HiPER también se dedican a la investigación en esta dirección. Debido a que convierten la electricidad en luz láser con una eficiencia mucho mayor, los láseres de diodo también funcionan a menor temperatura, lo que a su vez les permite funcionar a frecuencias mucho más altas. HiPER está estudiando actualmente dispositivos que operan a 1 MJ a 1 Hz, o alternativamente a 100 kJ a 10 Hz.
Continuó la I + D sobre energía de fusión inercial en la Unión Europea y Japón. La instalación de High Power Laser Energy Research (HiPER) es un dispositivo de fusión experimental propuesto que se somete a un diseño preliminar para una posible construcción en la Unión Europea para continuar el desarrollo del enfoque de confinamiento inercial impulsado por láser. HiPER es el primer experimento diseñado específicamente para estudiar el enfoque de encendido rápido para generar fusión nuclear. El uso de láseres mucho más pequeños que los diseños convencionales y, sin embargo, produce potencias de fusión de aproximadamente la misma magnitud ofrecería una Q mucho más alta con una reducción de los costes de construcción de unas diez veces. La investigación teórica desde el diseño de HiPER a principios de la década de 2000 ha arrojado dudas sobre el encendido rápido, pero se ha propuesto un nuevo enfoque conocido como encendido por choque para abordar algunos de estos problemas. [43] [44] [45] Japón desarrolló el diseño del reactor de fusión KOYO-F y el reactor experimental de prueba de fusión inercial por láser (LIFT). [46] [47] [48] En abril de 2017, Bloomberg News informó que Mike Cassidy , ex vicepresidente de Google y director de Project Loon con Google [x] , inició una empresa de energía limpia, Apollo Fusion, para desarrollar una fusión híbrida. -Tecnología de reactor de fisión. [49] [50]
Programa de armas nucleares
Las condiciones muy calientes y densas que se encuentran durante un experimento de fusión por confinamiento inercial son similares a las creadas en un arma termonuclear y tienen aplicaciones en el programa de armas nucleares. Los experimentos de ICF podrían usarse, por ejemplo, para ayudar a determinar cómo se degradará el rendimiento de la ojiva a medida que envejece, o como parte de un programa de diseño de nuevas armas. Conservar el conocimiento y la experiencia empresarial en el programa de armas nucleares es otra motivación para seguir adelante con la ICF. [51] [52] El financiamiento para el NIF en los Estados Unidos proviene del programa 'Administración de existencias de armas nucleares', y los objetivos del programa están orientados en consecuencia. [53] Se ha argumentado que algunos aspectos de la investigación de la ICF pueden violar el Tratado de Prohibición Completa de Pruebas o el Tratado de No Proliferación Nuclear . [54] A largo plazo, a pesar de los formidables obstáculos técnicos, la investigación de la ICF podría conducir potencialmente a la creación de un " arma de fusión pura ". [55]
Fuente de neutrones
La fusión por confinamiento inercial tiene el potencial de producir órdenes de magnitud más de neutrones que la espalación . Los neutrones son capaces de localizar átomos de hidrógeno en moléculas, resolver el movimiento térmico atómico y estudiar las excitaciones colectivas de los fotones con mayor eficacia que los rayos X. Los estudios de dispersión de neutrones de las estructuras moleculares podrían resolver problemas asociados con el plegamiento de proteínas , la difusión a través de membranas , los mecanismos de transferencia de protones , la dinámica de los motores moleculares , etc., modulando los neutrones térmicos en haces de neutrones lentos. [56] En combinación con materiales fisionables, los neutrones producidos por ICF pueden potencialmente usarse en diseños de fusión nuclear híbrida para producir energía eléctrica.
Ver también
- Fusión magneto-inercial
- Fusión objetivo magnetizado (MTF)
- Fusión por confinamiento magnético
- Propulsión de pulso nuclear catalizada por antimateria
- Laboratorio de Energética Láser
- Leonardo Mascheroni , quien propuso usar láseres de fluoruro de hidrógeno para lograr la fusión.
- La fusión de burbujas , un fenómeno que se afirma, de manera controvertida, que proporciona una forma acústica de fusión por confinamiento inercial.
- Lista de artículos láser
- Lista de artículos de física del plasma
- Poder pulsado
- Mégajulio láser
- Enfoque de plasma denso
- Fusión protón-boro
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Bibliografía
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enlaces externos
- Proyecto de instalación nacional de encendido
- Página de inicio de Zpinch
- Europa planea una instalación de fusión por láser (Physicsweb)
- Los láseres señalan el camino hacia la energía limpia (The Guardian)
- Plan Nacional de Desarrollo de Energía de Fusión Láser
- Instituto de Ingeniería Láser de la Universidad de Osaka
- Energía de fusión-fisión por confinamiento inercial del láser
- Fusión de iones pesados