Poslední fáze instalace laserového termonukleárního zařízení byla dokončena v Sarově minulý týden. S jeho pomocí se plánuje provádět experimenty s řízenou inerciální termonukleární fúzí. Myšlenku na vytvoření takového zařízení poprvé navrhli v 50. letech akademici Andrei Sacharov a Igor Tamm.
Taková instalace funguje takto: kulovitá kapsle je naplněna směsí deuteria a tritia, na její povrch je vyslán silný laserový puls. Působením impulsu se část kapsle promění v páru, čímž se vytvoří ablační tlak, který zrychlí kulový píst na velmi vysoké rychlosti. Dále je směs symetricky stlačena na parametry potřebné pro termonukleární reakci.
Náklady na nejvýkonnější laserové zařízení s dvojím použitím na světě se odhadují na přibližně 45 miliard rublů. V současné době mají USA a Francie podobné laserové zařízení. Ruská rostlina zase překoná své zahraniční protějšky a bude nejsilnější na světě. Výkon instalace bude asi 2,8 MJ, zatímco výkon výše uvedených amerických a francouzských laserových systémů nepřesáhne 2 MJ.
Laserová instalace bude dvojího použití. Na jedné straně to bude obranná složka, protože fyzika husté horké plazmy, fyzika vysokých energetických hustot, jsou v současné době na těchto zařízeních nejpřesněji studována. Tyto experimenty mohou být zaměřeny na vytváření termonukleárních zbraní. Na druhé straně je to energetická složka. V současné době fyzikové na celém světě vyjadřují myšlenky, že laserová termonukleární fúze může být pro ně užitečná pro rozvoj energie budoucnosti.
V roce 2020 se plánuje uvedení ultrafialového laserového zařízení UFL-2m na plný výkon. Laserová instalace bude zahrnovat 192 laserových kanálů a její rozměry budou v oblasti srovnatelné se dvěma fotbalovými hřišti. V tomto jedinečném zařízení je plánováno provedení základního výzkumu v oblasti studia vysokoteplotní husté plazmy.
Během posledních 40 let byla v Sarově vytvořena velmi silná základna pro vývoj laserů různých sil. Linka na laserovou výrobu je hlavní činností celého Sarov Technopark, na jehož území již bylo rozmístěno více než 30 rezidentních společností.
Propagační video:
Současně bude laserové zařízení UVL-2m skutečně použito k vytvoření termonukleární reakce. Již v roce 1963 sovětský fyzik, akademik Nikolai Basov a Oleg Krokhin navrhli použití laserového zařízení k zapálení termonukleárního cíle a na tomto základě provést termonukleární zapálení av budoucnu vytvořit termonukleární elektrárnu. Toto schéma bylo odlišné od toho, které bylo navrženo dříve a bylo spojeno s magnetickým omezením. V současné době se na základě tohoto principu buduje instalace ITER ve francouzském městě Cadarache, což je společný mezinárodní projekt několika zemí.
Laserové zařízení ve výstavbě v Rusku umožní používat tzv. Inerciální režim, ve kterém je termonukleární palivo zapáleno ne kvůli skutečnosti, že bylo dlouho v horkém stavu a látka zůstává příliš hustá, ale naopak termonukleární směs je stlačena na velmi vysokou teplotu. a hustota. Navíc tento proces sám o sobě trvá velmi krátkou dobu. Rozdíl je v tom, že v tomto případě je prováděna malá řízená mikroexploze.
Super výkonná laserová instalace může být také potřebná pro jiné účely, zejména s její pomocí bude možné přistupovat k vlastnostem, ke kterým může být hmota stlačena a zahřívána ve hvězdách, například na slunci. Z tohoto důvodu lze výzkum v oblasti vysokoteplotní plazmy aplikovat v zájmu astrofyziky - pro studium astrofyzikální plazmy. Lidstvo je často konfrontováno se skutečností, že zcela neznáme a nerozumíme základním vlastnostem hmoty, zejména při vysokém tlaku a hustotě. Například stavová rovnice. K vyřešení těchto problémů jsou stanoveny speciální cíle, s jejichž pomocí jsou tyto studie prováděny pomocí laserových instalací. Existuje mnoho dalších oblastí vysoce výkonných laserových aplikací, které jsou zajímavé pro vědce z celého světa.
Předpokládá se, že konstrukce ultra-výkonného UFL-2m laseru může pomoci při vývoji termonukleárního reaktoru. Pokud se podíváme na historii, lze konstatovat, že první jaderná elektrárna byla vytvořena téměř současně s vývojem atomových zbraní. Najednou zakladatelé, kteří byli zapáleni na testovacím místě, to znamená, že po implementaci termonukleární exploze v praxi doufali, že termonukleární reaktor bude vyvíjen poměrně rychle. Tehdy se objevil návrh Andreje Sacharova, že k uzavření plazmy lze použít tepelnou izolaci plazmatickým magnetickým polem. Od 50. let však uplynulo více než půl století a lidstvo stále nemá termonukleární reaktor. Ukázalo se, že jeho vytvoření je velmi obtížný problém, protože plazma je spíše nestabilní a má řadu různých funkcí.
Základní výzkum týkající se vytvoření termonukleárního reaktoru stále probíhá, takže o načasování tohoto projektu nelze říci nic. Současně, pokud lze termonukleární palivo zapálit v americké nebo nové ruské instalaci, začnou práce na vytvoření termonukleárního reaktoru téměř okamžitě.
Laser používaný v ruské instalaci, stejně jako jeho americký protějšek, bude pulzován. V tomto případě bude nutné vyřešit nejen samotný problém zapálení termonukleárního paliva, ale také významně vyvinout laserové technologie, aby se v praxi získal tzv. Pulzně-periodický laser. Za účelem získání elektrické energie z takových instalací je nezbytné, aby laser mohl střílet s frekvencí asi 10 ran / min. V současné době takové lasery prostě neexistují. Ale právě vývoj laserových technologií bude implementován do vývoje nového ruského zařízení, které přispěje ke vzniku nových přístupů, nových materiálů ve vývoji laserů. Svět již podniká první kroky tímto směrem. Už existují pulzní periodické systémy s dostatečným výkonem, ale stále to trvá čas,za účelem vytvoření nového laserového prostředí, nových materiálů.
Ruská instalace může současně doplnit znalosti, které budou získány v procesu provádění mezinárodního projektu na vytvoření termonukleárního reaktoru v Karadashu. Ačkoli principy použitých zařízení jsou odlišné, procesy zapalování jsou stále podobné. Výzkum a materiály, které budou získány v těchto dvou zařízeních, se budou moci vzájemně doplňovat.