Мощнейший лазерный выстрел приближает время термоядерной энергетики

🕛 02.02.2010, 15:27

Учёные из Национального комплекса термоядерных испытаний (National Ignition Facility, NIF) в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL) совершили важнейший шаг на пути к термоядерной энергетике - достигли беспрецедентного уровня энергии для лазерного выстрела, составившего более 1 МДж - это в 30 раз больше энергии любой другой группы лазеров в мире и 500 раз превышает потребляемую США мощность в любой момент времени. Импульс длился всего несколько миллиардных долей секунды. Таким образом, была продемонстрирована возможность создания условий для запуска реакции. Как говорят исследователи, преодоление отметки в мегаджоуль приближает те огромные возможности, которые может предоставить один из крупнейших инженерных и научных проектов современности.

Чтобы продемонстрировать ядерный синтез, благодаря которому существуют Солнце и другие звёзды, исследователи NIF направили 192 лазерных луча в золотой цилиндр размером с ластик на карандаше, нагрев его до 3,3 млн °С. В цилиндре во время будущих испытаний будет размещаться микроскопическая сферическая мишень из дейтерия и трития, являющихся изотопами водорода. Энергия лазеров конвертируется в рентгеновское излучение, которое сжимает топливо до момента достижения им температуры в многие миллионы градусов и давления, в миллиарды раз превышающего атмосферное. В результате ядра водорода сливаются и высвобождается намного больше энергии, чем затрачено на запуск реакции.

Лазерная система в NIF - единственная подобная в мире. Её 192 лазерных луча направляются в мишени с июня 2009 года, однако в первых экспериментах, проводимых с целью исследования процессов в цилиндрах, энергия и мишени были меньшими. В качестве последних использовались капсулы с газом, а в нынешнем году они должны быть заменены реальным топливом. Выстрел мощностью 1 МДж (установка в NIF рассчитана на 1,8 МДж) является кульминацией этой экспериментальной фазы с впервые испытанной полноразмерной мишенью.

Как показали ранние тесты, в цилиндре могут быть созданы условия с достаточной рентгеновской энергией для "внутреннего взрыва". Следующим шагом станет переход к подобным "термоядерным" топливным капсулам с замороженным до -253° С водородным слоем внутри. Опыты с ними будут проводиться летом этого года. Реальная реакция может быть получена уже к концу года.