Hohlraum on ontto, lieriömäinen laite, jota käytetään säteilyn tarkentamiseen ja hallintaan. Laite on nimetty saksankielellä onttoa aluetta varten ja se jakaa säteilyn tasaisesti seinilleen ja lämmittää pienen palan polttoainetta keskellä. Se voi olla yhtä pieni kuin paperiliitin tai kynän pyyhekumi, tai se voi käsittää ydinaseen kotelon. Hohlraum -kapselia voidaan käyttää simuloimaan pienoiskoossa ydinräjähdyksiä tai laserilla energian tuottamiseksi, kun pieni polttoainenäyte, kuten deuterium tai tritium, on täytetty. Pientä reikää säiliössä voidaan mitata poistuva säteily ja sen käyttäytyminen sisätilojen lämpötiloissa.
Keskittämällä voimakas säteilylähde, kuten laser, kohti hohlraumin sisäosaa, voi syntyä fuusioreaktio. Luodut röntgensäteet absorboituvat ja säteilevät uudelleen symmetrisesti sisälle järjestelmän vakauden säätämiseksi kokeen aikana. Tämä vakaus mahdollistaa pallomaisia räjähdyksiä, mikä auttaa tekemään kokeista tarkkoja ja sisältävät voimakkaita reaktioita. Hohlraumia voidaan käyttää fuusio- ja halkeamisreaktioiden aikana, ja ne ovat ydinaseen keskipiste sekä primäärireaktioissa että sekundaarisissa atomireaktioissa.
Usein lyijystä valmistettu hohlraum on rakennettu sisältämään pieni pallomainen polttoainekapseli. Lasersäteet ohjataan osan päässä olevan reiän läpi, reagoivat sisäseinien kanssa ja tuottavat röntgensäteitä. Nämä röntgensäteet taipuvat jatkuvasti seinien väliin ja nostavat lämpötilaa, kunnes se on riittävän korkea sytyttämään polttoaineen. Lämmittämällä epäsuorasti sisätiloja vältetään tarve keskittää energia tarkasti polttoainepellettiin laserilla. Joskus ohut kerros vaahtoa käytetään sisävuorena lämmön johtamiseksi ja röntgensäteiden levittämiseksi tasaisemmin.
Ontelon sisällä tapahtuva reaktio puristaa myös deuterium-, tritium- tai berylliumpolttoainepelletin ja lämmittää sen auringon lämpötilaan. Pelkästään vedyn ja heliumin ansiosta lämpötilat voivat nousta miljooniin asteisiin hohlraumin sisällä. Tutkijat ajattelevat, että tällaisia reaktioita voitaisiin käyttää energialähteenä. Hohlraums imee laserista niin paljon energiaa, että ennen kokeita suoritetut tietokonesimulaatiot eivät osoita kuinka hyvin absorptio tapahtuu. Merkittävän määrän energian tuottamiseksi laboratorioissa suoritettavia reaktioita on kuitenkin tapahduttava muutaman kerran sekunnissa jatkuvan energiavirran vuoksi.