La fase finale dell'installazione di un impianto termonucleare laser è stata completata a Sarov la scorsa settimana. Con il suo aiuto, si prevede di condurre esperimenti sulla fusione termonucleare inerziale controllata. L'idea di creare una struttura del genere fu proposta per la prima volta negli anni '50 dagli accademici Andrei Sakharov e Igor Tamm.
Tale installazione funziona come segue: una capsula sferica viene riempita con una miscela di deuterio e trizio, quindi un potente impulso laser viene inviato sulla sua superficie. Sotto l'azione dell'impulso, una parte della capsula si trasforma in vapore, creando una pressione di ablazione, che accelera il pistone sferico a velocità molto elevate. Successivamente, la miscela viene compressa simmetricamente ai parametri richiesti per la reazione termonucleare.
Il costo dell'impianto laser a duplice uso più potente del mondo è stimato a circa 45 miliardi di rubli. Attualmente, gli Stati Uniti e la Francia dispongono di un impianto laser simile. A sua volta, l'impianto russo supererà le sue controparti estere e sarà il più potente al mondo. La potenza dell'impianto sarà di circa 2.8 MJ, mentre la potenza dei suddetti sistemi laser americani e francesi non supererà i 2 MJ.
L'installazione del laser sarà di duplice uso. Da un lato, sarà una componente difensiva, poiché la fisica del plasma denso e caldo, la fisica delle alte densità di energia sono attualmente studiate più da vicino in tali strutture. Questi esperimenti possono essere finalizzati alla creazione di armi termonucleari. D'altra parte, è la componente energetica. Attualmente, i fisici di tutto il mondo stanno esprimendo idee che la fusione termonucleare laser può essere utile per loro per sviluppare l'energia del futuro.
Si prevede di lanciare l'impianto laser ad altissima potenza UFL-2m a piena potenza nel 2020. L'installazione laser includerà 192 canali laser e le sue dimensioni saranno paragonabili in area a due campi da calcio. In questa struttura unica, si prevede di condurre ricerche fondamentali sullo studio del plasma denso ad alta temperatura.
Negli ultimi 40 anni a Sarov è stata creata una base molto potente per lo sviluppo di laser di varie potenze. La linea di produzione laser è un core business dell'intero Sarov Technopark, sul cui territorio sono già presenti più di 30 aziende residenti.
Video promozionale:
Allo stesso tempo, l'impianto laser UVL-2m verrà effettivamente utilizzato per creare una reazione termonucleare. Nel 1963, il fisico sovietico, l'accademico Nikolai Basov e Oleg Krokhin proposero di utilizzare un'installazione laser per accendere un bersaglio termonucleare e, su questa base, condurre l'accensione termonucleare e in futuro creare una centrale termonucleare. Questo schema era diverso da quello proposto in precedenza ed era associato al confinamento magnetico. Attualmente, sulla base di questo principio, l'installazione ITER è in costruzione nella città francese di Cadarache, che è un progetto internazionale congiunto di diversi paesi.
L'installazione laser in costruzione in Russia consentirà di utilizzare la cosiddetta modalità inerziale, in cui il combustibile termonucleare viene acceso non per il fatto che è stato a lungo a caldo e la sostanza rimane non molto densa, ma al contrario, la miscela termonucleare viene compressa a una temperatura molto elevata e densità. Inoltre, questo processo stesso richiede un tempo molto breve. La differenza è che in questo caso viene eseguita una piccola microesplosione controllata.
Un'installazione laser super potente può essere necessaria anche per altri scopi, in particolare, con il suo aiuto sarà possibile avvicinarsi alle caratteristiche alle quali la materia può essere compressa e riscaldata nelle stelle, ad esempio, come nel Sole. È per questo motivo che la ricerca nel campo del plasma ad alta temperatura può essere applicata nell'interesse dell'astrofisica - per lo studio del plasma astrofisico. Spesso l'umanità si trova di fronte al fatto che non conosciamo e comprendiamo appieno le proprietà fondamentali della materia, specialmente ad alta pressione e densità. Ad esempio, l'equazione di stato. Per risolvere questi problemi, vengono realizzati obiettivi speciali, con l'aiuto dei quali tali studi vengono eseguiti con l'aiuto di installazioni laser. Esistono molte altre aree di applicazioni laser ad alta potenza che interessano gli scienziati di tutto il mondo.
Si presume che la costruzione di un laser ultra potente UFL-2m possa aiutare nello sviluppo di un reattore termonucleare. Se passiamo alla storia, si può notare che la prima centrale nucleare è stata creata quasi contemporaneamente allo sviluppo delle armi atomiche. Un tempo, i padri fondatori, dopo aver ricevuto l'accensione nel sito di prova, cioè aver implementato un'esplosione termonucleare nella pratica, speravano che un reattore termonucleare sarebbe stato sviluppato abbastanza rapidamente. Fu allora che apparve la proposta di Andrei Sakharov che l'isolamento termico da un campo magnetico al plasma potesse essere utilizzato per confinare il plasma. Tuttavia, è passato più di mezzo secolo dagli anni '50 e l'umanità non ha ancora un reattore termonucleare. Si è scoperto che la sua creazione è un problema molto difficile, poiché il plasma è una cosa piuttosto instabile e ha una serie di caratteristiche diverse.
La ricerca fondamentale sulla creazione di un reattore termonucleare è ancora in corso, quindi nulla si può dire sui tempi di questo progetto. Allo stesso tempo, se un combustibile termonucleare può essere acceso in un'installazione americana o in una nuova installazione russa, i lavori per la creazione di un reattore termonucleare inizieranno quasi istantaneamente.
Il laser utilizzato nell'installazione russa, come la sua controparte americana, sarà pulsato. In questo caso, sarà necessario risolvere non solo il problema stesso dell'accensione del combustibile termonucleare, ma anche sviluppare in modo significativo le tecnologie laser per ottenere in pratica il cosiddetto laser periodico a impulsi. Per ricevere energia elettrica da tali installazioni, è necessario che il laser possa sparare con una frequenza di circa 10 colpi / min. Attualmente, semplicemente non esistono tali laser. Ma è proprio lo sviluppo delle tecnologie laser che sarà implementato nello sviluppo di una nuova struttura russa che contribuirà all'emergere di nuovi approcci, nuovi materiali nello sviluppo dei laser. Il mondo sta già muovendo i primi passi in questa direzione. Esistono già sistemi periodici pulsati di potenza sufficiente, ma ci vuole ancora tempo,per creare nuovi ambienti laser, nuovi materiali.
Allo stesso tempo, l'installazione russa può integrare la conoscenza che sarà acquisita nel processo di implementazione di un progetto internazionale per creare un reattore termonucleare a Karadash. Sebbene i principi degli impianti utilizzati siano diversi, i processi di accensione sono ancora simili. La ricerca ed i materiali che saranno ottenuti presso queste due strutture potranno completarsi a vicenda.
