A fase final da instalação de uma instalação termonuclear laser foi concluída em Sarov na semana passada. Com sua ajuda, está prevista a realização de experimentos de fusão termonuclear inercial controlada. A ideia de criar tal instalação foi proposta pela primeira vez na década de 1950 pelos acadêmicos Andrei Sakharov e Igor Tamm.
Tal instalação funciona da seguinte maneira: uma cápsula esférica é preenchida com uma mistura de deutério e trítio e, em seguida, um poderoso pulso de laser é enviado à sua superfície. Sob a ação do impulso, uma parte da cápsula se transforma em vapor, criando uma pressão de ablação, que acelera o pistão esférico a velocidades muito altas. Em seguida, a mistura é comprimida simetricamente até os parâmetros necessários para a reação termonuclear.
O custo da instalação de laser de uso duplo mais poderoso do mundo é estimado em cerca de 45 bilhões de rublos. Atualmente, os EUA e a França possuem instalações de laser semelhantes. Por sua vez, a fábrica russa superará suas contrapartes estrangeiras e será a mais poderosa do mundo. A potência da instalação será de cerca de 2,8 MJ, enquanto a potência dos sistemas de laser americano e francês mencionados acima não excederá 2 MJ.
A instalação do laser será de dupla utilização. Por um lado, será um componente defensivo, uma vez que a física do plasma quente denso, a física das altas densidades de energia, é atualmente mais estudada nessas instalações. Esses experimentos podem ter como objetivo a criação de armas termonucleares. Por outro lado, é o componente de energia. Atualmente, físicos de todo o mundo estão expressando idéias de que a fusão termonuclear a laser pode ser útil para desenvolver a energia do futuro.
Está planejado o lançamento da instalação de laser de ultra alta potência UFL-2m com potência total em 2020. A instalação do laser incluirá 192 canais de laser e suas dimensões serão comparáveis em área a dois campos de futebol. Nesta instalação única, está prevista a realização de pesquisas fundamentais no estudo de plasma denso em alta temperatura.
Nos últimos 40 anos, uma base muito poderosa foi criada em Sarov para o desenvolvimento de lasers de vários poderes. A linha de produção de laser é o core business de todo o Sarov Technopark, em cujo território já se implantaram mais de 30 empresas residentes.
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Ao mesmo tempo, a instalação de laser UVL-2m será de fato usada para criar uma reação termonuclear. Já em 1963, o físico soviético, acadêmico Nikolai Basov e Oleg Krokhin propôs usar uma instalação de laser para acender um alvo termonuclear e, com base nisso, realizar a ignição termonuclear e, no futuro, criar uma usina termonuclear. Esse esquema era diferente do proposto anteriormente e estava associado ao confinamento magnético. Actualmente, com base neste princípio, a instalação ITER está a ser construída na cidade francesa de Cadarache, que é um projecto internacional conjunto de vários países.
A instalação de laser em construção na Rússia possibilitará o uso do chamado modo inercial, no qual o combustível termonuclear é inflamado não devido ao fato de ter estado em um estado quente por muito tempo e a substância permanecer pouco densa, mas, pelo contrário, a mistura termonuclear é comprimida a uma temperatura muito alta. e densidade. Além disso, esse processo em si leva muito pouco tempo. A diferença é que neste caso ocorre uma pequena microexplosão controlada.
Uma instalação de laser superpotente também pode ser necessária para outros fins, em particular, com a sua ajuda será possível abordar as características pelas quais a matéria pode ser comprimida e aquecida nas estrelas, por exemplo, como no Sol. É por esta razão que a pesquisa no campo do plasma de alta temperatura pode ser aplicada no interesse da astrofísica - para o estudo do plasma astrofísico. Freqüentemente, a humanidade se depara com o fato de que não conhecemos e compreendemos totalmente as propriedades fundamentais da matéria, especialmente em alta pressão e densidade. Por exemplo, a equação de estado. Para resolver esses problemas, são feitos alvos especiais, com o auxílio dos quais tais estudos são realizados com o auxílio de instalações de laser. Existem muitas outras áreas de aplicações de laser de alta potência que são de interesse para cientistas de todo o mundo.
Supõe-se que a construção de um laser UFL-2m ultrapoderoso pode auxiliar no desenvolvimento de um reator termonuclear. Se nos voltarmos para a história, podemos notar que a primeira usina nuclear foi criada quase simultaneamente com o desenvolvimento de armas atômicas. Ao mesmo tempo, os pais fundadores, tendo recebido ignição no local de teste, isto é, tendo implementado uma explosão termonuclear na prática, esperavam que um reator termonuclear fosse desenvolvido com bastante rapidez. Foi então que surgiu a proposta de Andrei Sakharov de que o isolamento térmico por um campo magnético de plasma poderia ser usado para confinar o plasma. Porém, mais de meio século se passou desde a década de 1950, e a humanidade ainda não possui um reator termonuclear. Descobriu-se que sua criação é um problema muito difícil, uma vez que o plasma é algo instável e tem uma série de recursos diferentes.
A pesquisa fundamental para a criação de um reator termonuclear ainda está em andamento, então nada pode ser dito sobre o momento deste projeto. Ao mesmo tempo, se um combustível termonuclear puder ser aceso em uma instalação americana ou russa, o trabalho na criação de um reator termonuclear começará quase que instantaneamente.
O laser usado na instalação russa, como sua contraparte americana, será pulsado. Nesse caso, será necessário resolver não só o próprio problema da ignição do combustível termonuclear, mas também desenvolver significativamente as tecnologias de laser para se obter na prática o chamado laser periódico de pulso. Para receber energia elétrica de tais instalações, é necessário que o laser atire com uma frequência de cerca de 10 rodadas / min. Atualmente, simplesmente não existem tais lasers. Mas é precisamente o desenvolvimento de tecnologias de laser que serão implementadas no desenvolvimento de uma nova instalação russa que contribuirá para o surgimento de novas abordagens, novos materiais no desenvolvimento de lasers. O mundo já está dando os primeiros passos nessa direção. Já existem sistemas periódicos pulsados de potência suficiente, mas ainda leva tempo,para criar novos ambientes de laser, novos materiais.
Ao mesmo tempo, a instalação russa pode complementar o conhecimento que será adquirido no processo de implementação de um projeto internacional para a criação de um reator termonuclear em Karadash. Embora os princípios das instalações utilizadas sejam diferentes, os processos de ignição ainda são semelhantes. A pesquisa e os materiais que serão obtidos nessas duas instalações poderão se complementar.
