En hohlraum är en ihålig, cylinderformad enhet som används för att fokusera och kontrollera strålning. Uppkallad efter det tyska ordet för ihåligt område, fördelar enheten strålning jämnt inom sina väggar och värmer upp en liten bit bränsle i mitten. Det kan vara så litet som ett gem eller suddgummi, eller kan bestå av höljet till ett kärnvapen. En hohlraumkapsel kan användas för att simulera kärnvapenexplosioner i miniatyrskala, eller med lasrar för att producera energi när ett litet prov av bränsle inuti, som deuterium eller tritium, imploderas. Ett litet hål i behållaren kan användas för att mäta den läckande strålningen och hur den beter sig vid temperaturerna i det inre utrymmet.
Att fokusera en stark strålningskälla som en laser mot insidan av ett hohlraum kan skapa en fusionsreaktion som finns inuti. Röntgenstrålarna som skapas absorberas och omstrålas symmetriskt inuti för att kontrollera systemets stabilitet under ett experiment. Denna stabilitet gör att sfäriska explosioner kan äga rum, vilket hjälper till att göra experiment exakta och innehålla intensiva reaktioner. Hohlraums kan användas under fusions- och fissionsreaktioner, och är fokuspunkten i ett kärnvapen för både de primära reaktionerna och de sekundära atomreaktionerna.
Ofta gjord av bly, är en hohlraum byggd för att inkludera en liten sfärisk bränslekapsel. Laserstrålar riktas genom hålet i änden av delen, reagerar med innerväggarna och producerar röntgenstrålar. Dessa röntgenstrålar avleds kontinuerligt mellan väggarna och höjer temperaturen tills den är tillräckligt hög för att antända bränslet. Genom att indirekt värma upp inredningen undviks behovet av att exakt fokusera energin på bränslepelleten med laser. Ibland används ett tunt lager skum som ett inre foder för att leda värme och sprida ut röntgenstrålarna jämnare.
Reaktionen inuti kaviteten komprimerar också bränslepelleten av deuterium, tritium eller beryllium och värmer upp den till en temperatur som är högre än solens. Med bara väte och helium kan temperaturen sväva till miljontals grader inuti hohlraumen. Forskare tror att sådana reaktioner skulle kunna användas som energikälla. Hohlraums absorberar så mycket energi från lasrar att datorsimuleringar som gjorts före experiment inte visar hur väl absorptionen sker. För att producera en betydande mängd energi skulle reaktioner som utförs i laboratorier dock behöva ske några gånger varje sekund för ett konstant energiflöde.