В России собрали самый мощный в мире лазер

Российская разработка, кроме мощности, имеет еще одно важное преимущество.  По словам С. Гаранина – академика РАН, директора лазерно-физических исследований Российского федерального ядерного центра – ВНИИЭФ, созданный учеными лазер имеет конструктивную особенность, позволяющую применять ее в экспериментах с термоядерной мишенью. В отличие от американского аналога NIF, который не может обеспечить требуемый уровень однородности облучения центральной капсулы, российская камера взаимодействия, благодаря своей сферической симметрии, имеет все шансы стать первой в данной отрасли. 

Внешне новейший лазер напоминает огромную сферу диаметром 10 метров и весом 120 тонн. На данный момент исследователи уже приступили к испытаниям систем первого модуля устройства. Запуск аппарата намечен на конец текущего года, а в 2022 году установку планируют ввести в эксплуатацию.

Созданный аппарат не имеет аналогов во всем мире, а мощность его импульса превосходит таковую у существующих ныне установок в 1,5 раза

Лазер имеет конструктивную особенность, позволяющую применять ее в экспериментах с термоядерной мишенью. 

К мишени нижегородского лазера будет подводиться в полтора раза больше импульсной энергии, чем у самой мощной лазерной установки мира — NIF из США. Высота камеры составляет 32 метра. В основном здании РФЯЦ планируют проводить эксперименты по управляемому инерциальному термоядерному синтезу.

Внешне новейший лазер напоминает огромную сферу диаметром 10 метров и весом 120 тонн. Всего за 14 месяцев с использованием уникальной технологии сварки произведен монтаж сферы и ее раскрой под контролем прецизионного геодезического оборудования для размещения систем ввода излучения, технологических систем и диагностического измерительного оборудования. Толщина стенки камеры из алюминиевого сплава составляет 100 мм. Всего на поверхности сферы располагаются более 100 портов. О точности произведенных операций свидетельствуют следующие цифры: максимальное отличие формы камеры от сферы составляет менее 5 мм, а оси всех портов имеют отклонение от её центра менее 1 мм.

 

«До сих пор никто в мире не смог в лаборатории зажечь термоядерную мишень. Эксперименты, которые были проведены на установке NIF, показали, что система облучения не может обеспечить необходимую однородность облучения центральной капсулы. Наша система облучения иная, она уже практически сферически симметрична. Имея предыдущий опыт экспериментов, у нас есть все шансы добиться желаемого («ажигания» термоядерных реакций в мишенях) первыми в мире», — отметил директор Института лазерно-физических исследований РФЯЦ-ВНИИЭФ академик РАН Сергей Гаранин.

Высота здания для лазерной установки — 32 метра, с десятиэтажный дом.

Здание лазерного комплекса саровской установки - рекордсмен среди введенных и планируемых к строительству лазерных систем. 

 

 

Что известно об американской лазерной установке  NIF

Комплекс National Ignition Facility — «Национальное Зажигательное Оборудование» в Ливерморской лаборатории имени Лоуренса (США) обеспечивает проведение экспериментов с инерционным термоядерным синтезом.

Место, где должен происходить термоядерный микровзрыв, называется немецким словом hohlraum. Золотая камера, которая должна обеспечить равномерный нагрев термоядерной таблетки электромагнитной энергией, излучаемой стенками. Нечто подобное с тем же названием и для того же самого имеет «водородная» бомба. Только большего размера, а источником фотонов служит рентгеновское излучение от первичного ядерного взрыва, проникающее в hohlraum через радиационный канал (interstage).

Расчетный выход микровзрыва может достигнуть 20 МДж, что эквивалентно 5 кг тротила. Формально имеет место эффективный, управляемый, инерционный, термоядерный синтез. Фактически, с учетом КПД лазерной системы не больше 1%, такая технология не приведет к практическому источнику энергии. Только для зарядки конденсаторов, питающих лазерные усилители, требуется 420 МДж.

Через два входных отверстия внутренность золотой камеры освещают 192 ультрафиолетовых лазерных луча с общей мощностью до 500 Тераватт. В течении 3 — 5 наносекунд туда поступает 2 — 4 МДж энергии, которая должна переизлучаться стенками в рентгеновском диапазоне. Термоядерная таблетка содержит 15 микрограмм дейтерия и трития при температуре 18 К, а также закаченный во внутреннюю полость газ. Капсула имеет сферическую оболочку диаметром 2 мм. Ее аблирующее покрытие может быть выполнено из бериллия или имеет композитную структуру на основе полиэтилена. Оно поглощает до 100 КДж энергии, результатом чего является радиационная имплозия капсулы. Плотность вещества достигает 1000 г/куб.см, а температура дейтерий-тритиевой начинки поднимается до сотни миллионов градусов.

Схема здания лазерного комплекса установки NIF (штат Калифорния, США).

На установке NIF американцы осуществляют термоядерный синтез по схеме 2H + 3H = 4He + n, самой легкоосуществимой из термоядерных реакций. Её энергетический выход составляет 17,6 МэВ.

По материалам topcor.ru/novosti24.su/lasers.llnl.gov