¿El contador de muñecas ruso Ulam?

Question

¿Se puede desencadenar una explosión termonuclear a partir de una explosión termonuclear más pequeña de forma escalonada, de modo que, partiendo de una pequeña fusión encendida por láser dentro de un pequeño contenedor fisible, se utilicen los rayos X de la primera explosión para implosionar un diminuto cable de Li-d adyacente, que luego se utiliza para implosionar un cable más grande, y así sucesivamente hasta llegar a una gran explosión después de unos cuantos ciclos? ¿O el diseño de Teller-Ulam no se adapta a las explosiones en miniatura?

Si existe un diseño de muñeca rusa, ¿puede entonces desencadenar la primera explosión utilizando un láser de rayos X de electrones libres disponible en la actualidad? ¿Algún otro disparador láser? Lo pregunto porque a partir de la respuesta a esta pregunta ¿Cuánta energía de la explosión de una bomba H de un megatón podríamos capturar para hacer un trabajo útil? El diseño de la central PACER se basa presumiblemente en una bomba de fisión, y los recursos de fisión son limitados y no renovables. Además, la gente del PACER sugirió que las futuras explosiones termonucleares pueden ser activadas por láser, y ésta fue la única manera que se me ocurrió de hacerlo. ¿Es realmente posible?

(Debo añadir que también ayudaría en lo que respecta a la proliferación y la seguridad del terrorismo que el detonante fuera un costoso y voluminoso láser de electrones libres, en lugar de una bomba nuclear explosiva autónoma).

Answer 1

A partir de los años 50, se trabajó mucho (ver RDD-8 V.C.1.g) intentando construir un arma de fusión pura por dos razones principalmente: prometían ser más limpias que los dispositivos termonucleares convencionales (importante para los usos pacíficos y algunos no tan pacíficos) y no necesitarían materiales fisionables relativamente escasos. Como se puede utilizar la puesta en escena para escalar a rendimientos esencialmente ilimitados, el problema se redujo a hacer la explosión de fusión más pequeña posible ( Primeros pasos hacia la energía de fusión inercial , p. 1-2). Con el tiempo, este programa se transformó en una investigación sobre la fusión por confinamiento inercial.

La energía necesaria para implosionar este "secundario" se estimó originalmente en aproximadamente 1 MJ, pero este resultado suponía un conductor/primario ideal. Tras el fracaso de intentos demasiado optimistas para conseguir la ignición con conductores más pequeños, se llevó a cabo un programa de pruebas llamado Halite/Centurion para inducir la ignición de las cápsulas ICF utilizando la radiación de dispositivos nucleares. Este programa tuvo éxito "poniendo fin a cuestiones fundamentales sobre la viabilidad básica de conseguir una alta ganancia" ( Avances hacia la ignición y la propagación de la combustión en la fusión por confinamiento inercial ).

Los resultados exactos de este programa de pruebas siguen siendo confidenciales, pero parece que "algunas docenas de MJ de energías del conductor" ( Conferencias de Edward Teller, p. 6 ) para alcanzar la ignición con rayos X de los primarios de fisión. Parece razonable suponer que un conductor más controlable puede alcanzar la ignición con una menor cantidad de energía y el NIF está tratando de alcanzar la ignición utilizando sólo 1,8 MJ de energía del conductor.

Answer 2

Confinamiento inercial utilizando bolitas con Deuterio y Tritio existe

En los años 70, los científicos empezaron a experimentar con potentes rayos láser para comprimir y calentar los isótopos de hidrógeno hasta el punto de fusión, una técnica llamada fusión por confinamiento inercial, o ICF. En el método de "accionamiento directo" de la FCI, se enfocan potentes haces de luz láser sobre una pequeña pastilla esférica que contiene microgramos de deuterio y tritio. El rápido calentamiento provocado por el "conductor" del láser hace que la capa exterior del blanco explote. De acuerdo con la tercera ley de Isaac Newton ("Para toda acción hay una reacción igual y opuesta"), la parte restante del blanco es impulsada hacia el interior en una implosión similar a la de un cohete, lo que provoca la compresión del combustible en el interior de la cápsula y la formación de una onda de choque, que calienta aún más el combustible en el centro y da lugar a una combustión autosostenida conocida como ignición.

Si miras la imagen del láser montado, es uno bastante grande, del tamaño de un campo de fútbol. Se necesita una nueva tecnología láser para empezar a considerar tales bombas.

Es posible que las bolitas anidadas, con algo de ingenio de ingeniería, puedan conseguir sucesivamente una implosión cada vez mayor dentro de un diseño como el Teller Ulam uno que finalmente destruya el láser en la última explosión, si es que se puede idear un láser lo suficientemente pequeño. Esto último me parece improbable con tecnología actual.