Posljednja faza ugradnje laserske termonuklearne instalacije završena je prošlog tjedna u Sarovu. Uz njegovu pomoć planirano je provesti eksperimente nad kontroliranom inercijalnom termonuklearnom fuzijom. Ideju o stvaranju takvog pogona prvi su predložili 1950-ih akademici Andrei Saharov i Igor Tamm.
Takva instalacija funkcionira na sljedeći način: sferna kapsula se napuni mješavinom deuterija i tricija, a zatim se snažni laserski impuls šalje na njegovu površinu. Pod djelovanjem impulsa, dio kapsule pretvara se u paru stvarajući pritisak ablacije koji ubrzava sferni klip do vrlo velike brzine. Zatim se smjesa simetrično komprimira na parametre potrebne za termonuklearnu reakciju.
Cijena najmoćnijeg laserskog postrojenja s dvostrukom namjenom na svijetu procjenjuje se na oko 45 milijardi rubalja. Trenutno, SAD i Francuska imaju sličan laserski pogon. Zauzvrat, ruska tvornica nadmašit će strane kolege i bit će najmoćnija na svijetu. Snaga instalacije bit će oko 2,8 MJ, dok snaga gore spomenutih američkih i francuskih laserskih sustava ne prelazi 2 MJ.
Instalacija lasera bit će dvostruka. S jedne strane, to će biti obrambena komponenta, budući da se fizika guste vruće plazme, fizika gustina visokih energija trenutno najviše proučavaju u takvim objektima. Ovi eksperimenti mogu biti usmjereni na stvaranje termonuklearnog oružja. S druge strane, to je energetska komponenta. Trenutno fizičari širom svijeta izražavaju ideje da laserska termonuklearna fuzija može da im bude korisna za razvoj energije budućnosti.
Planirano je pokretanje ultra-moćnog laserskog postrojenja UFL-2m s punom snagom 2020. godine. Laserska instalacija obuhvatit će 192 laserska kanala, a njezine dimenzije bit će usporedive s dva nogometna igrališta. U ovom jedinstvenom objektu planira se provesti temeljno istraživanje na ispitivanju guste plazme visokih temperatura.
U proteklih 40 godina u Sarovu je stvorena vrlo moćna baza za razvoj lasera raznih sila. Proizvodna linija lasera temeljna je djelatnost za cijeli Sarov Technopark, na čijem je području već raspoređeno više od 30 rezidencijalnih tvrtki.
Promotivni video:
U isto vrijeme, UVL-2m lasersko postrojenje doista će se koristiti za stvaranje termonuklearne reakcije. Još davne 1963. godine sovjetski fizičari, akademik Nikolaj Basov i Oleg Krokhin predložili su upotrebu laserske instalacije za paljenje termonuklearne mete i na toj osnovi izvršili termonuklearno paljenje te u budućnosti stvorili termonuklearnu elektranu. Ta se shema razlikovala od one koja je predložena ranije i bila je povezana s magnetskim zatočenjem. Trenutno se na temelju ovog načela u francuskom gradu Cadarache gradi ITER instalacija, što je zajednički međunarodni projekt više zemalja.
Laserska instalacija u izgradnji u Rusiji omogućit će upotrebu takozvanog inercijalnog načina, u kojem se termonuklearno gorivo zapali ne zbog činjenice da je dulje vrijeme u vrućem stanju, a tvar ostaje ne baš gusta, već naprotiv, termonuklearna smjesa se komprimira na vrlo visoku temperaturu i gustoće. Štoviše, taj sam proces traje vrlo kratko. Razlika je u tome što se u ovom slučaju provodi mala kontrolirana mikroeksplozija.
Super moćna laserska instalacija možda će trebati i u druge svrhe, posebice, uz pomoć nje moguće je pristupiti karakteristikama do kojih se materija može sažimati i zagrijavati u zvijezdama, primjerice, na Suncu. Iz tog razloga se istraživanja u području visokotemperaturne plazme mogu primijeniti u interesu astrofizike - za proučavanje astrofizičke plazme. Često se čovječanstvo suočava s činjenicom da u potpunosti ne poznajemo i ne razumijemo osnovna svojstva materije, posebno pri visokom tlaku i gustoći. Na primjer, jednadžba stanja. Za rješavanje ovih problema izrađuju se posebni ciljevi, uz pomoć kojih se takve studije provode uz pomoć laserskih instalacija. Postoje mnoga druga područja laserskih aplikacija velike snage koja zanimaju znanstvenike širom svijeta.
Pretpostavlja se da izgradnja ultra-moćnog lasera UFL-2m može pomoći u razvoju termonuklearnog reaktora. Ako se vratimo na povijest, može se primijetiti da je prva nuklearna elektrana nastala gotovo istodobno s razvojem atomskog oružja. Svojevremeno su se očevi utemeljitelji, primivši zapaljenje na mjestu ispitivanja, odnosno izveli termonuklearnu eksploziju u praksi, nadali kako će se termonuklearni reaktor razviti prilično brzo. Tada se pojavio prijedlog Andreja Saharova da se toplinska izolacija pomoću magnetskog polja plazme može upotrijebiti za ograničavanje plazme. Međutim, prošlo je više od pola stoljeća od pedesetih godina prošlog stoljeća, a čovječanstvo još uvijek nema termonuklearni reaktor. Pokazalo se da je njegovo stvaranje vrlo težak problem, jer je plazma prilično nestabilna stvar i ima niz različitih značajki.
Temeljna istraživanja stvaranja termonuklearnog reaktora još uvijek su u tijeku, tako da se ništa ne može reći o vremenu realizacije ovog projekta. U isto vrijeme, ako se termonuklearno gorivo može zapaliti na američkoj ili novoj ruskoj instalaciji, tada će se raditi na stvaranju termonuklearnog reaktora gotovo odmah.
Laser koji se koristi u ruskoj instalaciji, poput američkog kolege, bit će pulsan. U tom će slučaju biti potrebno riješiti ne samo sam problem paljenja termonuklearnog goriva, već i značajno razviti laserske tehnologije kako bi se u praksi dobio takozvani laser s periodičnim impulsima. Za primanje električne energije iz takvih instalacija potrebno je da laser može pucati s frekvencijom od oko 10 rundi / min. Trenutno jednostavno nema takvih lasera. Ali upravo će razvoj laserskih tehnologija koji će se primijeniti u razvoju novog ruskog postrojenja doprinijeti nastanku novih pristupa, novih materijala u razvoju lasera. Svijet već čini prve korake u tom smjeru. Već postoje impulsni periodični sustavi dovoljne snage, ali još uvijek treba vremena,u cilju stvaranja novih laserskih okruženja, novih materijala.
Istodobno, ruska instalacija može nadopuniti znanja koja će se steći u procesu provedbe međunarodnog projekta za stvaranje termonuklearnog reaktora u Karadašu. Iako su principi korištenih instalacija različiti, postupci paljenja i dalje su slični. Istraživanja i materijali koji će se dobiti u ta dva objekta moći će se nadopunjavati.
