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A instalação NIF (National Ignition Facility), é o grande projecto dos Estados Unidos de fusão inercial, tratando-se principalmente de uma instalação militar, cujo objectivo básico é a manutenção da concorrência no âmbito da simulação de armas nucleares por médio da realização de microexplosiones nucleares controladas.
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Energia de fusão
Das duas opções existentes para conseguir atingir a fusão para a produção de energia desenvolveram-se (ou estão a desenvolver-se) grandes instalações que pretendem a demonstração da possibilidade de dita produção.
Para o confinamiento magnético vai construir-se na França ITER e posteriormente está previsto construir a instalação DEMO que será a que realmente demonstre a viabilidad de uma instalação industrial.
Para o confinamiento inercial construíram-se ou estão a construir-se diversas instalações, sendo NIF e Laser MegaJoule (LMJ) as mais importantes delas.
Funcionamento
NIF possui 192 lasers de neodimio vidro de 1.8 MJ que emitem a 1053 nm. Depois de processar o faz em 48 linhas que contêm 16 amplificadores a cada uma, culmina em uma onda de 351 nm.
Utiliza o ataque indirecto. Isto significa que focaliza os 192 fazes laser em um envoltorio de alto Z (chamado hohlraum) que transforma, com uma eficiência alta, a luz laser em raios X que interaccionan fortemente com o alvo de deuterio -tritio, e conseguem uma grande homogeneidad na pressão exercida sobre o mesmo.
Ensaios nucleares
Este tipo de instalações estão a surgir devido à proibição de ensaios nucleares em superfície, com o que se fez necessária a simulação mediante pequenas explosões controladas. A instalação equivalente na França é o Laser MegaJoule.
Início
A construção começou em 1997 com um prazo de 6 anos e um orçamento original de Ou$S 1.100 milhões. A finalização da construção foi certificada o 31 de Março de 2009, com um custo de Ou$S 3.100 milhões. O primeiro experimento foi realizado em maio do 2009.
A produção de energia para aplicação civil é, de todos modos, um objectivo a longo ou muito longo prazo para este tipo de instalações.
Vantagens sobre o confinamiento magnético
As vantagens de uma instalação de confinamiento inercial respecto de uma de confinamiento magnético são:
- Não é necessário criar um alto vazio em torno do alvo, condição imprescindible no caso dos plasmas utilizados no confinamiento magnético.
- Também não é necessário criar sistemas de confinamiento do combustível nuclear.
- As paredes estruturais afectadas pela radiación gerada nas reacções de fusão, não devem ser substituídas periodicamente devido aos danos produzidos por essas radiaciones.
- Também resulta mais fácil proteger a estrutura da máquina de fusão inercial em frente às radiaciones. Normalmente isto se faz com duchas de litio líquido que ademais é produtor de combustível adicional. Esta característica supõe uma maior protecção para toda a instalação, incluída a instrumentação necessária para o controle das reacções, bem como uma redução importante na quantidade de residuos radiactivos gerados. Esta solução será provada para o confinamiento magnético em ITER.
- Os níveis de radiactividad nos componentes de uma instalação de fusão magnética em funcionamento são maiores que em uma de fusão inercial, o que obrigará inevitavelmente a uns tratamentos mais caros dos residuos gerados, como serão a telemanipulación para a retirada e substituição de elementos irradiados, bem como a possibilidade da necessidade de armazenamentos geológicos profundos para manter durante o período necessário os residuos com uma alta actividade.
Um sistema de fusão precisará uma quantidade diária próxima ao médio quilo de tritio para seu combustível. O tritio é um produto residual dos actuais reactores de fisión, não encontrando na natureza em quantidades significativas. Não é assim com o deuterio 2H, que se encontra de forma natural misturado na água junto ao isótopo de hidrógeno 1H mais comum. Esse tritio, se recolhesse-se de todos os lugares em onde pode se encontrar actualmente, encontrar-se-ia em uns quantos quilos como máximo (3∙1026 núcleos de tritio por kilogramo ).
Para resolver esta dificuldade, nas instalações de fusão inercial recorreu-se ao uso de umas duchas de litio líquido que geram tritio suficiente, ao interaccionar com os neutrones procedentes de fusões anteriores, para não precisar uma reintroducción continuada desse isótopo do exterior da instalação, sendo suficiente um reciclado dos materiais procedentes do interior da câmara de fusão para gerar novos elementos de combustível.
Estimou-se que a realização de um experimento de ignición será mais cinco vezes barato no caso da fusão inercial que no caso da fusão magnética.
Veja-se também:
Enlaces externos
Página site do National Ignition Facility (em inglês)
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