La fusione a confinamento inerziale (ICF) è un metodo per ottenere la fusione nucleare comprimendo e riscaldando rapidamente un materiale. Questo processo viene solitamente eseguito con laser ad alta potenza, che sono tutti focalizzati su un piccolo pellet per riscaldarlo rapidamente. L’intenso riscaldamento vaporizza il materiale all’interno del pellet, creando un’onda d’urto che è calda e abbastanza densa da provocare la fusione del materiale. Sebbene la fusione a confinamento inerziale debba ancora produrre più energia utile di quanta ne consumi, la ricerca su come costruire una fonte di energia commercialmente valida è ancora in corso.
Gli ingredienti di base di un pellet di fusione a confinamento inerziale sono deuterio e trizio, entrambi isotopi di idrogeno. La reazione di fusione tra deuterio e trizio è molto più facile da ottenere rispetto a qualsiasi altra reazione, quindi un reattore deuterio/trizio che produca energia è l’obiettivo principale della moderna ricerca sulla fusione. Questi pellet sono molto piccoli, pesano molto meno di un grammo, e vengono inseriti uno alla volta nel reattore di fusione a confinamento inerziale.
Una volta caricato il pellet, vengono utilizzati laser molto grandi per riscaldare rapidamente il pellet fino alla temperatura di fusione, a milioni di gradi Fahrenheit (Celsius). Il rapido riscaldamento dello strato esterno del pellet fa sì che lo stesso vaporizzi e si espanda rapidamente, esercitando una pressione sull’interno del pellet. Se i laser forniscono energia sufficiente, l’interno del pellet verrà compresso abbastanza rapidamente da indurre la fusione nucleare, che a sua volta renderà il pellet più caldo. Questa condizione è chiamata “accensione” ed è l’obiettivo della maggior parte dei moderni esperimenti di fusione a confinamento inerziale.
La difficoltà principale con la fusione a confinamento inerziale è fornire energia sufficiente al pellet per riscaldarlo alla temperatura di fusione prima che il pellet si disperda nello spazio. Per produrre energia dalla fusione, la reazione deve superare un valore chiamato criterio di Lawson, che fornisce il tempo di confinamento minimo necessario per un dato volume di combustibile. Ciò richiede il passaggio di molti megajoule di energia attraverso il sistema laser in pochi microsecondi; farlo in modo affidabile, senza consumare troppa energia, presenta un’enorme sfida tecnica. È stato proposto un nuovo approccio al problema del confinamento chiamato “accensione rapida”, in cui un singolo lampo laser rapido accende il pellet dopo che è già stato compresso. Sebbene questo approccio sembri promettente in teoria, non è stato ancora testato con successo.