Det siste stadiet av installasjonen av en laser-termonukleær installasjon ble fullført i Sarov forrige uke. Med sin hjelp er det planlagt å gjennomføre eksperimenter på kontrollert inertiell termonukleær fusjon. Ideen om å opprette et slikt anlegg ble først foreslått på 1950-tallet av akademikere Andrei Sakharov og Igor Tamm.
En slik installasjon fungerer som følger: en sfærisk kapsel er fylt med en blanding av deuterium og tritium, deretter sendes en kraftig laserpuls til overflaten. Under påvirkning av impulsen blir en del av kapselet til damp, og skaper et ablasjonstrykk, som akselererer det sfæriske stempelet til veldig høye hastigheter. Deretter komprimeres blandingen symmetrisk til parametrene som kreves for den termonukleære reaksjon.
Kostnaden for verdens kraftigste laseranlegg med dobbelt bruk anslås til omtrent 45 milliarder rubler. For tiden har USA og Frankrike et lignende laseranlegg. I sin tur vil det russiske anlegget overgå sine utenlandske kolleger og være det mektigste i verden. Kraften til installasjonen vil være omtrent 2,8 MJ, mens kraften til de nevnte amerikanske og franske lasersystemene ikke overstiger 2 MJ.
Laserinstallasjonen vil være av dobbelt bruk. På den ene siden vil det være en defensiv komponent, siden fysikken i tett varmt plasma, fysikken med høye energitettheter foreløpig er mest studert på slike anlegg. Disse eksperimentene kan være rettet mot å lage termonukleære våpen. På den annen side er det energikomponenten. For tiden uttrykker fysikere over hele verden ideer om at laser termonukleær fusjon kan være nyttig for dem å utvikle fremtidens energi.
Det er planlagt å lansere det ultrahøykraftige laseranlegget UFL-2m på full kraft i 2020. Laserinstallasjonen vil omfatte 192 laserkanaler, og dens dimensjoner vil kunne sammenlignes i området med to fotballbaner. På dette unike anlegget planlegges det å utføre grunnleggende undersøkelser om studiet av tett plasma med høy temperatur.
I løpet av de siste 40 årene er det opprettet en veldig kraftig base i Sarov for utvikling av lasere med forskjellige krefter. Laserproduksjonslinjen er en kjernevirksomhet for hele Sarov Technopark, på territoriet som mer enn 30 hjemmehørende selskaper allerede har distribuert.
Salgsfremmende video:
Samtidig vil UVL-2m laseranlegget faktisk bli brukt til å skape en termonukleær reaksjon. Tilbake i 1963 foreslo den sovjetiske fysikeren, akademikeren Nikolai Basov og Oleg Krokhin å bruke en laserinstallasjon for å tenne et termonukleært mål og på dette grunnlag gjennomføre termonukleær tenning, og i fremtiden opprette et termonukleært kraftverk. Denne ordningen var forskjellig fra den som ble foreslått tidligere og var assosiert med magnetisk innesperring. For tiden bygges ITER-installasjonen på grunnlag av dette prinsippet i den franske byen Cadarache, som er et felles internasjonalt prosjekt fra flere land.
Laserinstallasjonen som er under bygging i Russland vil gjøre det mulig å bruke den såkalte treghetsmodus, der det termonukleære drivstoff antennes ikke på grunn av det faktum at det har vært i varm tilstand i lang tid, og stoffet forblir ikke veldig tett, men tvert imot, den termonukleære blandingen komprimeres til en veldig høy temperatur. og tetthet. Dessuten tar denne prosessen i seg selv veldig kort tid. Forskjellen er at i dette tilfellet utføres en liten kontrollert mikroeksplosjon.
En superkraftig laserinstallasjon kan også være nødvendig for andre formål, særlig med sin hjelp vil det være mulig å nærme seg egenskapene som materie kan komprimeres og varmes opp i stjerner, for eksempel som i solen. Det er av denne grunnen at forskning innen plasma med høy temperatur kan brukes av hensyn til astrofysikk - for å studere astrofysisk plasma. Ofte blir menneskeheten møtt med det faktum at vi ikke helt kjenner og forstår de grunnleggende egenskapene til materie, spesielt ved høyt trykk og tetthet. For eksempel statens ligning. For å løse disse problemene blir det laget spesielle mål, ved hjelp av slike studier utført ved hjelp av laserinstallasjoner. Det er mange andre områder med laserapplikasjoner med høy effekt som er av interesse for forskere over hele verden.
Det antas at konstruksjonen av en ultra-kraftig UFL-2m laser kan hjelpe i utviklingen av en termonukleær reaktor. Hvis vi vender oss til historien, kan det bemerkes at det første kjernekraftverket ble opprettet nesten samtidig med utviklingen av atomvåpen. På en gang håpet grunnleggerne, etter å ha fått tenning på teststedet, det vil si å ha implementert en termonukleær eksplosjon i praksis, at en termonukleær reaktor ville bli utviklet ganske raskt. Det var da Andrei Sakharovs forslag dukket opp at termisk isolasjon med et plasmamagnetisk felt kunne brukes til å begrense plasmaet. Imidlertid har mer enn et halvt århundre gått siden 1950-tallet, og menneskeheten har fremdeles ikke en termonukleær reaktor. Det viste seg at dets opprettelse er et veldig vanskelig problem, siden plasma er en ganske ustabil ting og har en rekke forskjellige funksjoner.
Fundamentell forskning på opprettelse av en termonukleær reaktor pågår fremdeles, så ingenting kan sies om tidspunktet for dette prosjektet. Samtidig, hvis et termonukleart brensel kan antennes på en amerikansk eller en ny russisk installasjon, vil arbeidet med å lage en termonukleær reaktor begynne nesten umiddelbart.
Laseren som brukes i den russiske installasjonen, i likhet med den amerikanske motparten, vil bli pulset. I dette tilfellet vil det være nødvendig å løse ikke bare selve problemet med tenning av termonukleært brensel, men også å betydelig utvikle laserteknologier for i praksis å oppnå en såkalt repeterende pulsert laser. For å motta elektrisk energi fra slike installasjoner er det nødvendig at laseren kan skyte med en frekvens på omtrent 10 runder / min. For øyeblikket er det rett og slett ingen slike lasere. Men det er nettopp utviklingen av laserteknologier som skal implementeres i utviklingen av et nytt russisk anlegg som vil bidra til fremveksten av nye tilnærminger, nye materialer i utviklingen av lasere. Verden tar allerede de første stegene i denne retningen. Det finnes allerede pulsede periodiske systemer med tilstrekkelig kraft, men det tar fortsatt tid,for å skape nye lasermiljøer, nye materialer.
Samtidig kan den russiske installasjonen supplere kunnskapen som vil bli oppnådd i prosessen med å implementere et internasjonalt prosjekt for å lage en termonukleær reaktor i Karadash. Selv om prinsippene for installasjonene som er brukt er forskjellige, er tenningsprosessene fortsatt like. Forskning og materialer som vil bli oppnådd ved disse to anleggene vil være i stand til å utfylle hverandre.
