Pagājušajā nedēļā Sarovā tika pabeigts pēdējais lāzera termoelektrostacijas uzstādīšanas posms. Ar tās palīdzību plānots veikt eksperimentus ar kontrolētu inerciālu kodoltermisko saplūšanu. Ideju par šādas telpas izveidi pirmo reizi ierosināja 20. gadsimta 50. gados akadēmiķi Andrejs Saharovs un Igors Tamms.
Šāda uzstādīšana darbojas šādi: sfērisku kapsulu piepilda ar deitērija un tritija maisījumu, pēc tam uz tās virsmu tiek nosūtīts jaudīgs lāzera impulss. Impulsa ietekmē daļa kapsulas pārvēršas tvaikos, radot ablācijas spiedienu, kas paātrina sfērisko virzuli līdz ļoti lieliem ātrumiem. Pēc tam maisījumu simetriski saspiež līdz parametriem, kas nepieciešami termobrandža reakcijai.
Tiek lēsts, ka pasaules jaudīgākā divējāda lietojuma lāzera iekārtas izmaksas ir aptuveni 45 miljardi rubļu. Pašlaik ASV un Francijā ir līdzīga lāzera iekārta. Savukārt Krievijas rūpnīca pārspēs savus ārvalstu kolēģus un būs visspēcīgākā pasaulē. Instalācijas jauda būs aptuveni 2,8 MJ, savukārt iepriekšminēto Amerikas un Francijas lāzera sistēmu jauda nepārsniedz 2 MJ.
Lāzera instalācija būs divējāda lietojuma. No vienas puses, tā būs aizsardzības sastāvdaļa, jo šādās telpās visciešāk tiek pētīta blīvas karstās plazmas fizika, liela enerģijas blīvuma fizika. Šie eksperimenti var būt vērsti uz kodolieroču radīšanu. No otras puses, tā ir enerģijas sastāvdaļa. Pašlaik fiziķi visā pasaulē pauž idejas, ka lāzeru kodoltermiskā saplūšana var būt noderīga nākotnes enerģijas attīstīšanai.
Īpaši lielas jaudas lāzera iekārtu UFL-2m plānots sākt ar pilnu jaudu 2020. gadā. Lāzera instalācijā būs iekļauti 192 lāzera kanāli, un tā izmēri būs salīdzināmi ar diviem futbola laukumiem. Šajā unikālajā objektā plānots veikt fundamentālus pētījumus par augstas temperatūras blīvas plazmas izpēti.
Pēdējo 40 gadu laikā Sarovā ir izveidota ļoti spēcīga bāze dažādu lielumu lāzeru izstrādei. Lāzera ražošanas līnija ir visa Sarov Technopark pamatdarbība, kuras teritorijā jau ir izvietoti vairāk nekā 30 rezidentu uzņēmumi.
Reklāmas video:
Tajā pašā laikā UVL-2m lāzera iekārta patiešām tiks izmantota, lai radītu termoelektrisko reakciju. Jau 1963. gadā padomju fiziķi, akadēmiķi Nikolajs Basovs un Oļegs Krokhins ierosināja izmantot lāzera instalāciju, lai aizdedzinātu kodoltermisko kodolu un, pamatojoties uz to, vadīt kodoldegvielu un nākotnē izveidot termoelektrostaciju. Šī shēma atšķīrās no tās, kas tika ierosināta iepriekš, un bija saistīta ar magnētisko norobežošanu. Pašlaik, pamatojoties uz šo principu, Francijas pilsētā Kadarašo tiek būvēta ITER iekārta, kas ir vairāku valstu kopīgs starptautisks projekts.
Lāzera instalācija, kas tiek būvēta Krievijā, ļaus izmantot tā saukto inerciālo režīmu, kurā termobrandu degviela tiek aizdedzināta nevis tāpēc, ka tā ir karsta ilgu laiku, un viela paliek ne pārāk blīva, bet tieši pretēji - termobrandu maisījums tiek saspiests ļoti augstā temperatūrā. un blīvums. Turklāt pats šis process prasa ļoti īsu laiku. Atšķirība ir tāda, ka šajā gadījumā tiek veikta neliela kontrolēta mikroeksplozija.
Īpaši jaudīga lāzera iekārta var būt nepieciešama citiem mērķiem, jo īpaši ar tās palīdzību būs iespējams pievērsties raksturlielumiem, kuriem vielu var saspiest un sasildīt zvaigznēs, piemēram, kā Saule. Šī iemesla dēļ pētījumus augstas temperatūras plazmas jomā var izmantot astrofizikas interesēs - astrofiziskās plazmas izpētei. Bieži vien cilvēce saskaras ar faktu, ka mēs pilnībā nezinām un neizprotam matērijas pamatīpašības, it īpaši augstā spiedienā un blīvumā. Piemēram, stāvokļa vienādojums. Lai atrisinātu šīs problēmas, tiek izvirzīti īpaši mērķi, ar kuru palīdzību šādus pētījumus veic ar lāzera instalāciju palīdzību. Ir daudz citu lieljaudas lāzera lietojumu jomu, kas interesē zinātniekus visā pasaulē.
Tiek pieņemts, ka īpaši jaudīga UFL-2m lāzera uzbūve var palīdzēt attīstīt kodolreaktoru. Ja mēs pievērsīsimies vēsturei, var atzīmēt, ka pirmā atomelektrostacija tika izveidota gandrīz vienlaikus ar atomieroču attīstību. Vienā reizē dibinātāji, saņemot aizdedzi pārbaudes vietā, tas ir, praksē īstenojot kodolieroču sprādzienu, cerēja, ka diezgan ātri tiks izveidots termoelektriskais reaktors. Toreiz parādījās Andreja Saharova priekšlikums, ka plazmas ierobežošanai var izmantot siltumizolāciju ar plazmas magnētisko lauku. Tomēr kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem ir pagājis vairāk nekā pusgadsimts, un cilvēcei joprojām nav termoelektrostacijas reaktora. Izrādījās, ka tās izveidošana ir ļoti sarežģīta problēma, jo plazma ir diezgan nestabila lieta un tai ir vairākas atšķirīgas iezīmes.
Joprojām notiek fundamentālie pētījumi par kodolreaktora izveidi, tāpēc neko nevar teikt par šī projekta laiku. Tajā pašā laikā, ja kodoldegvielu var aizdedzināt kādā amerikāņu vai jaunā Krievijas iekārtā, tad darbs pie kodolreaktora izveidošanas sāksies gandrīz uzreiz.
Krievijas instalācijā izmantotais lāzers, tāpat kā tā amerikāņu kolēģis, tiks pulsēts. Šajā gadījumā būs jāatrisina ne tikai pati kodoldegvielas aizdegšanās problēma, bet arī ievērojami jāattīsta lāzera tehnoloģijas, lai praksē iegūtu tā saucamo impulsa periodisko lāzeru. Lai no šādām iekārtām saņemtu elektrisko enerģiju, ir nepieciešams, lai lāzers varētu fotografēt ar frekvenci aptuveni 10 kārtas / min. Pašlaik šādu lāzeru vienkārši nav. Bet tieši lāzera tehnoloģiju attīstība tiks realizēta jaunas Krievijas iekārtas attīstībā, kas veicinās jaunu pieeju, jaunu materiālu rašanos lāzeru izstrādē. Pasaule jau sper pirmos soļus šajā virzienā. Jau pastāv periodiskas impulsa sistēmas ar pietiekamu jaudu, taču tas joprojām prasa laiku,lai radītu jaunu lāzera vidi, jaunus materiālus.
Tajā pašā laikā krievu instalācija var papildināt zināšanas, kas tiks iegūtas, īstenojot starptautisku projektu par kodolreaktoru izveidi Karadāšā. Lai arī izmantoto instalāciju principi ir atšķirīgi, aizdedzes procesi joprojām ir līdzīgi. Šajos divos objektos iegūtie pētījumi un materiāli varēs papildināt viens otru.