Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Специалисты Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (США) объявили о том, что приблизились к созданию самого мощного лазера в мире
Установка NIF (National Ignition Facility, национальная установка зажигания), которая располагается в Калифорнии на площади в три футбольных поля, должна помочь начать вырабатывать безуглеродистую безграничную энергию ядерного синтеза. При этом ее бесперебойная работа в полную мощность может начаться уже в конце 2010 года. Идея использовать реакцию термоядерного синтеза изотопов водорода для получения электричества прорабатывается рядом стран уже довольно давно, совершенно логично не обошли ее вниманием и создавшие свою NIF американцы.
«Метод заключается в равномерном нагреве дейтериево-тритиевой мишени. Она представляет собой сферообразную частицу льда и располагается в цилиндре с примерными размерами — длиной 10 мм и диаметром 8 мм. Если сфокусировать на ней одновременно и в одной точке 192 лазерных луча, в результате нагрева произойдет термоядерная реакция с генерацией большого количества нейтронов», — говорит РБК daily Александр Чарухчев, начальник лазерного отдела Научно-исследовательского института комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем.
Температура при этом превысит 100 млн градусов Цельсия — горячее, чем на поверхности Солнца, а давление — 100 млрд атмосфер. В результате реакции будет выделяться энергия, во много раз превосходящая энергию лазера, необходимую для того, чтобы запустить саму реакцию.
Хотя в теории все это выглядит очень красиво, одной из ключевых проблем для исследователей уже в самой начальной стадии экспериментов традиционно является борьба с рассеиванием лазерных лучей. Ведь с рассеиванием света уменьшается и сила его воздействия на плазму, необходимая для ядерного синтеза. Но американцы рапортуют о том, что им удалось взять все под контроль.
«Лазерно-плазменные взаимодействия — это неустойчивость, и во многих случаях они могут преподносить сюрпризы, — рассказывает руководитель проекта Брайан Макгоуан. — Однако своими экспериментами мы показали, что управлять этим процессом можно. И в целом мы не обнаружили какой-то патологической проблемы с лазерно-плазменными взаимодействиями, которые мешали бы нам в генерации воспламенения».
На данный момент американцы сумели направить на мишень лазерный импульс в 1,1 мегаджоуля, а их цель — довести его до 1,8 мегаджоуля. Однако технология будет иметь практический смысл, если энергия лазера, не просто отправленная, а именно попадающая на мишень, составит хотя бы 1/10 от той, что будет сгенерирована в результате термоядерной реакции.
«Если американцам с их установкой NIF удастся добиться такого результата и это будет доказано, тогда перед ними можно будет снять шляпу, — отмечает г-н Чарухчев. — Хотя аналогичные исследования и строительство подобных установок сегодня ведется во Франции, Китае, России, ближе всех к желанному результату подошли американские ученые из Ливерморской лаборатории. При том что технических проблем у такого способа выработки электроэнергии все еще много, результаты их экспериментов совпадают с расчетами. Поэтому, например, шансы на то, что на дейтериево-тритиевую мишень начнет отправляться лазерная энергия в те самые заявленные американцами 1,8 мегаджоуля, велики».
По словам российского ученого, далее строительство электростанции, работающей на термоядерном синтезе, будет уже делом техники. Для этого частота лазерного импульса должна составлять не менее 10 герц и в рабочую камеру должны будут поставляться все новые мишени взамен отработавших, скажем, по одной мишени в секунду. При обеспечении бесперебойной работы лазеров и своевременной поставке мишеней можно будет действительно вести речь о создании неисчерпаемого источника энергии.
