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156 KAPITEL 5. LASER FÜR DIE KERNENERGIE
Die Heizenergie kann verringert werden, wenn man ein Anregungsschema wählt, in dem die
Fusion nur im Pelletzentrum initiiert wird und sich dann erst in die Randbereiche ausbreitet.
Das Pellet besteht aus mehreren Lagen (Abb.5.8). Außen ein gut Licht-absorbierendes Material
darunter ein sogenannter ‘pusher’, ein Material hoher Kernladungszahl, dann das D-T
Gemisch und in der Mitte ein Hohlraum in den die Kompression erfolgt. Das Pellet wird in
4π-Geometrie bestrahlt und aus dem äußersten Layer Materie ablatiert. Das ausströmende
Material erzeugt durch seinen Rückstoß eine Druckwelle, die sich ins Innere ausbreitet. Die
Fusion im Pelletzentrum setzt α-Kerne frei, die die umgebenden Schichten aufheizen und auch
dort Fusion initieren. Mit einer solchen Stoßwelle läßt sich eine Verdichtung um einen Faktor
30 erreichen.
Höhere Dichten können erzielt werden, indem man eine Folge von Heizpulsen zunehmender
Energie verwendet: Die erzeugten Stoßwellen breiten sich nach Gl. 5.20 desto schneller aus, je
höher die mittlere Temperatur ist (vP ∝ √ T ) , die widerum mit steigender Pulsenergie wächst.
Durch geschickte Wahl der Pulsenergien kann man erreichen, daß später erzeugte Druckwellen
früher erzeugte einholen und somit alle Wellen gleichzeitig im Zentrum ankommen und sich
verstärken. Auf diese Weise erreicht man Verdichtungsfaktoren zwischen 1000 und 10 000 und
Energieverstärkungen über 5000. Typische Parameter sind Energiepulse im Bereich von ns,
ein Druck des abströmenden Plasmas auf das Pelletzentrum von bis zu 10 9 bar und eine
Brenndauer des Plasmas von 10 ps.
Der Trägheitseinfluß benötigt kein aufwendiges Magnetfeld. Man muß aber Hochleistungslaser
zur Verfügung stellen. Außerdem wird die Energie gepulst frei (ca. 100 MJ, mit 7 Hz).
Abbildung 5.8: Links: Multilayer-Pellet wie es bei der Trägheitsfusion zum Einsatz
kommt. Rechts: Das Pellet wird gleichmäßig aus 4π bestrahlt. Heiße Materie
dampft in alle Richtungen ab und bewirkt eine zusätzliche Kompression [Raed86]