Etapa finală a instalării unei instalații termonucleare cu laser a fost finalizată săptămâna trecută la Sarov. Cu ajutorul său, este planificat să efectueze experimente pe fuziune termonucleară inerțială controlată. Ideea creării unei astfel de instalații a fost propusă pentru prima dată în anii '50 de academiștii Andrei Sakharov și Igor Tamm.
O astfel de instalație funcționează după cum urmează: o capsulă sferică este umplută cu un amestec de deuteriu și tritiu, apoi un impuls laser puternic este trimis la suprafața sa. Sub acțiunea impulsului, o parte a capsulei se transformă în vapori, creând o presiune de ablație, care accelerează pistonul sferic la viteze foarte mari. Apoi, amestecul este comprimat simetric la parametrii necesari pentru reacția termonucleară.
Costul celei mai puternice instalații laser cu dublă utilizare din lume este estimat la aproximativ 45 de miliarde de ruble. În prezent, SUA și Franța au o instalație laser similară. La rândul său, fabrica din Rusia își va depăși omologii străini și va fi cea mai puternică din lume. Puterea instalației va fi de aproximativ 2,8 MJ, în timp ce puterea sistemelor laser americane și franceze menționate mai sus nu depășește 2 MJ.
Instalarea laser va fi de dublă utilizare. Pe de o parte, va fi o componentă defensivă, deoarece fizica plasmei calde dense, fizica densităților mari de energie sunt în prezent cele mai atent studiate la astfel de instalații. Aceste experimente pot avea ca scop crearea armelor termonucleare. Pe de altă parte, este componenta energetică. În prezent, fizicienii din întreaga lume exprimă idei că fuziunea termonucleară cu laser poate fi utilă pentru a dezvolta energia viitorului.
Este planificată lansarea instalației cu laser ultra-mare UFL-2m la putere maximă în 2020. Instalarea laser va include 192 de canale laser, iar dimensiunile sale vor fi comparabile în zonă cu două terenuri de fotbal. La această unitate unică, este planificat să se efectueze cercetări fundamentale privind studiul plasmei dense de temperatură înaltă.
În ultimii 40 de ani, la Sarov a fost creată o bază foarte puternică pentru dezvoltarea de lasere de diferite puteri. Linia de producție cu laser este o afacere de bază pentru întregul Sarov Technopark, pe teritoriul căruia s-au desfășurat deja peste 30 de companii rezidente.
Video promotional:
În același timp, instalația laser UVL-2m va fi folosită într-adevăr pentru a crea o reacție termonucleară. În 1963, fizicianul sovietic, academicianul Nikolai Basov și Oleg Krokhin au propus utilizarea unei instalații cu laser pentru a aprinde o țintă termonucleară și, pe această bază, să efectueze aprinderea termonucleară, iar în viitor să creeze o centrală termonucleară. Această schemă era diferită de cea propusă anterior și era asociată cu închiderea magnetică. În prezent, pe baza acestui principiu, instalația ITER se construiește în orașul francez Cadarache, care este un proiect internațional comun al mai multor țări.
Instalarea cu laser în construcție în Rusia va face posibilă utilizarea așa-numitului mod inerțial, în care combustibilul termonuclear este aprins nu datorită faptului că a fost mult timp în stare fierbinte, iar substanța rămâne nu foarte densă, ci dimpotrivă, amestecul termonuclear este comprimat la o temperatură foarte ridicată și densitate. Mai mult, acest proces în sine durează foarte puțin. Diferența este că în acest caz se efectuează o microexplozie controlată mică.
O instalație laser super-puternică poate fi necesară și în alte scopuri, în special, cu ajutorul acesteia va fi posibilă abordarea caracteristicilor la care materia poate fi comprimată și încălzită în stele, de exemplu, ca la Soare. Din acest motiv, cercetările în domeniul plasmei la temperatură ridicată pot fi aplicate în interesul astrofizicii - pentru studiul plasmelor astrofizice. Adesea umanitatea se confruntă cu faptul că nu cunoaștem și înțelegem pe deplin proprietățile fundamentale ale materiei, în special la presiune și densitate ridicată. De exemplu, ecuația de stat. Pentru a rezolva aceste probleme, sunt realizate ținte speciale, cu ajutorul cărora sunt realizate astfel de studii cu ajutorul instalațiilor cu laser. Există multe alte domenii de aplicații laser de mare putere care interesează oamenii de știință din întreaga lume.
Se presupune că construcția unui laser UFL-2m ultra-puternic poate ajuta la dezvoltarea unui reactor termonuclear. Dacă ne întoarcem la istorie, se poate remarca faptul că prima centrală nucleară a fost creată aproape simultan cu dezvoltarea armelor atomice. La un moment dat, părinții fondatori, după ce au primit aprinderea la locul de testare, adică au implementat în practică o explozie termonucleară, au sperat că un reactor termonuclear va fi dezvoltat destul de rapid. Atunci a apărut propunerea lui Andrei Sakharov ca izolarea termică a unui câmp magnetic plasmatic să poată fi utilizată pentru a limita plasma. Cu toate acestea, au trecut mai bine de jumătate de secol din anii 1950, iar omenirea nu are încă un reactor termonuclear. S-a dovedit că crearea sa este o problemă foarte dificilă, deoarece plasma este un lucru destul de instabil și are o serie de caracteristici diferite.
Cercetările fundamentale privind crearea unui reactor termonuclear sunt încă în desfășurare, astfel încât nu se poate spune nimic despre calendarul acestui proiect. În același timp, dacă un combustibil termonuclear poate fi aprins la o instalație americană sau o nouă rusă, atunci lucrările la crearea unui reactor termonuclear vor începe aproape instantaneu.
Laserul utilizat în instalația rusă, ca omologul său american, va fi pulsat. În acest caz, va fi necesară rezolvarea nu numai a problemei de aprindere a combustibilului termonuclear, ci și a dezvolta în mod semnificativ tehnologii laser pentru a obține în practică așa-numitul laser puls-periodic. Pentru a primi energie electrică de la astfel de instalații, este necesar ca laserul să poată filma cu o frecvență de aproximativ 10 runde / min. În prezent, pur și simplu nu există astfel de lasere. Dar tocmai dezvoltarea tehnologiilor cu laser va fi implementată în dezvoltarea unei noi instalații rusești care va contribui la apariția de noi abordări, materiale noi în dezvoltarea de lasere. Lumea face deja primii pași în această direcție. Există deja sisteme periodice pulsate de putere suficientă, dar este nevoie de timp,pentru a crea noi medii laser, materiale noi.
În același timp, instalația rusă poate suplimenta cunoștințele care vor fi obținute în procesul de implementare a unui proiect internațional de creare a unui reactor termonuclear la Karadash. Deși principiile instalațiilor utilizate sunt diferite, procesele de aprindere sunt încă similare. Cercetările și materialele care vor fi obținute la aceste două instalații vor putea să se completeze reciproc.
