Posledná fáza inštalácie laserového termonukleárneho zariadenia bola dokončená minulý týždeň v Sarove. S jeho pomocou sa plánuje experimentovať s kontrolovanou inerciálnou termonukleárnou fúziou. Myšlienku vytvorenia takéhoto zariadenia prvýkrát navrhli v 50. rokoch akademici Andrei Sacharov a Igor Tamm.
Takáto inštalácia funguje nasledovne: sférická kapsula sa naplní zmesou deutéria a trícia, potom sa na povrch vyšle silný laserový pulz. Pri pôsobení impulzu sa časť kapsuly zmení na paru, čím sa vytvorí ablačný tlak, ktorý zrýchli sférický piest na veľmi vysoké rýchlosti. Ďalej sa zmes symetricky stlačí na parametre potrebné pre termonukleárnu reakciu.
Náklady na najvýkonnejšie laserové zariadenie s dvojakým použitím na svete sa odhadujú na približne 45 miliárd rubľov. V súčasnosti majú USA a Francúzsko podobné laserové zariadenie. Ruská továreň na druhej strane prekoná svoje zahraničné náprotivky a bude najsilnejšou na svete. Výkon zariadenia bude asi 2,8 MJ, zatiaľ čo výkon vyššie uvedených amerických a francúzskych laserových systémov nepresiahne 2 MJ.
Laserová inštalácia bude mať dvojaké použitie. Na jednej strane to bude obranná zložka, pretože fyzika hustých horúcich plazmy je v súčasnosti na týchto zariadeniach študovaná fyzika vysokých energetických hustôt. Tieto experimenty môžu byť zamerané na výrobu termonukleárnych zbraní. Na druhej strane je to energetická zložka. V súčasnosti fyzici na celom svete vyjadrujú myšlienky, že laserová termonukleárna fúzia môže byť pre nich užitočná pri rozvíjaní energie budúcnosti.
V roku 2020 sa plánuje spustenie ultra vysokovýkonného laserového zariadenia UFL-2m s plným výkonom. Laserová inštalácia bude obsahovať 192 laserových kanálov a jej rozmery budú porovnateľné v oblasti s dvoma futbalovými ihriskami. V tomto jedinečnom zariadení sa plánuje vykonanie základného výskumu v oblasti štúdie vysokoteplotnej hustej plazmy.
Za posledných 40 rokov bola v Sarove vytvorená veľmi výkonná základňa pre vývoj laserov rôznych síl. Linka na výrobu laserov je hlavnou činnosťou celého Sarov Technopark, na ktorého území už nasadilo viac ako 30 spoločností s trvalým pobytom.
Propagačné video:
Súčasne bude laserové zariadenie UVL-2m skutočne použité na vytvorenie termonukleárnej reakcie. Už v roku 1963 sovietsky fyzik, akademik Nikolai Basov a Oleg Krokhin navrhli použitie laserového zariadenia na zapálenie termonukleárneho cieľa a na tomto základe vykonať termonukleárne zapálenie av budúcnosti vytvoriť termonukleárnu elektráreň. Táto schéma sa líšila od schémy, ktorá bola navrhnutá predtým a bola spojená s magnetickým obmedzením. V súčasnosti sa na základe tohto princípu inštaluje inštalácia ITER vo francúzskom meste Cadarache, ktoré je spoločným medzinárodným projektom niekoľkých krajín.
Laserová inštalácia vo výstavbe v Rusku umožní použitie takzvaného zotrvačného režimu, v ktorom je termonukleárne palivo zapálené nie z dôvodu, že je dlho horúce a látka zostáva príliš hustá, ale naopak - termonukleárna zmes je stlačená na veľmi vysokú teplotu. a hustota. Tento proces navyše trvá veľmi krátko. Rozdiel je v tom, že v tomto prípade sa uskutoční malá kontrolovaná mikroexplozia.
Super výkonná laserová inštalácia môže byť potrebná aj na iné účely, najmä s jej pomocou bude možné priblížiť sa k charakteristikám, ku ktorým môže byť hmota stlačená a zahrievaná v hviezdach, napríklad na slnku. Z tohto dôvodu je možné výskum v oblasti vysokoteplotnej plazmy aplikovať v záujme astrofyziky - na štúdium astrofyzikálnej plazmy. Ľudstvo často čelí skutočnosti, že úplne nepoznáme a nerozumieme základným vlastnostiam hmoty, najmä pri vysokom tlaku a hustote. Napríklad stavová rovnica. Na vyriešenie týchto problémov sú stanovené špeciálne ciele, pomocou ktorých sa takéto štúdie uskutočňujú pomocou laserových inštalácií. Existuje mnoho ďalších oblastí vysoko výkonných laserových aplikácií, ktoré zaujímajú vedcov z celého sveta.
Predpokladá sa, že konštrukcia ultra-výkonného UFL-2m lasera môže pomôcť pri vývoji termonukleárneho reaktora. Ak sa pozrieme na históriu, je možné poznamenať, že prvá jadrová elektráreň bola vytvorená takmer súčasne s vývojom atómových zbraní. Zakladatelia, ktorí boli v testovacom mieste zapálení, to znamená, že po zavedení termonukleárnej explózie v praxi dúfali, že sa termonukleárny reaktor vyvinie pomerne rýchlo. Vtedy sa objavil návrh Andreja Sacharova, že na izoláciu plazmy by sa mohla použiť tepelná izolácia plazmatickým magnetickým poľom. Od 50. rokov minulého storočia však uplynulo viac ako pol storočia a ľudstvo stále nemá termonukleárny reaktor. Ukázalo sa, že jeho vytvorenie je veľmi zložitý problém, pretože plazma je pomerne nestabilná a má množstvo rôznych funkcií.
Stále prebieha základný výskum týkajúci sa vytvorenia termonukleárneho reaktora, takže o načasovaní tohto projektu sa nedá povedať nič. Zároveň, ak je možné termonukleárne palivo zapáliť v americkom alebo novom ruskom zariadení, práce na vytvorení termonukleárneho reaktora sa začnú takmer okamžite.
Laser používaný v ruskej inštalácii, rovnako ako jeho americký náprotivok, bude pulzovaný. V tomto prípade bude potrebné vyriešiť nielen samotný problém vznietenia termonukleárneho paliva, ale tiež významne rozvíjať laserové technológie, aby sa v praxi získal takzvaný pulzno-periodický laser. Aby bolo možné získať elektrickú energiu z týchto zariadení, je potrebné, aby laser mohol strieľať s frekvenciou asi 10 kôl / min. V súčasnosti takéto lasery jednoducho neexistujú. Ale práve vývoj laserových technológií bude implementovaný do vývoja nového ruského zariadenia, ktoré prispeje k objaveniu nových prístupov, nových materiálov vo vývoji laserov. Svet už podniká prvé kroky týmto smerom. Už existujú pulzné periodické systémy s dostatočným výkonom, ale stále to trvá čas,s cieľom vytvoriť nové laserové prostredie, nové materiály.
Ruská inštalácia môže zároveň doplniť vedomosti, ktoré sa získajú v procese vykonávania medzinárodného projektu na vytvorenie termonukleárneho reaktora v Karadashi. Aj keď princípy použitých zariadení sú rôzne, procesy vznietenia sú stále podobné. Výskum a materiály, ktoré sa získajú v týchto dvoch zariadeniach, sa budú môcť vzájomne dopĺňať.