La etapa final de la instalación de una instalación termonuclear láser se completó en Sarov la semana pasada. Con su ayuda, se planea realizar experimentos sobre fusión termonuclear inercial controlada. La idea de crear una instalación de este tipo fue propuesta por primera vez en la década de 1950 por los académicos Andrei Sakharov e Igor Tamm.
Dicha instalación funciona de la siguiente manera: una cápsula esférica se llena con una mezcla de deuterio y tritio, luego se envía un poderoso pulso láser a su superficie. Bajo la acción del impulso, una parte de la cápsula se convierte en vapor, creando una presión de ablación, que acelera el pistón esférico a velocidades muy altas. A continuación, la mezcla se comprime simétricamente a los parámetros requeridos para la reacción termonuclear.
El costo de la instalación láser de doble uso más poderosa del mundo se estima en unos 45 mil millones de rublos. Actualmente, Estados Unidos y Francia tienen instalaciones de láser similares. A su vez, la planta rusa superará a sus contrapartes extranjeras y será la más poderosa del mundo. La potencia de la instalación será de unos 2,8 MJ, mientras que la potencia de los sistemas láser estadounidenses y franceses antes mencionados no superará los 2 MJ.
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La instalación del láser será de doble uso. Por un lado, será un componente defensivo, ya que la física del plasma caliente denso, la física de las densidades de alta energía se estudian actualmente más de cerca en tales instalaciones. Estos experimentos pueden tener como objetivo la creación de armas termonucleares. Por otro lado, es el componente energético. Actualmente, físicos de todo el mundo están expresando ideas de que la fusión termonuclear láser puede serles útil para desarrollar la energía del futuro.
Está previsto lanzar la instalación láser de ultra alta potencia UFL-2m a plena potencia en 2020. La instalación láser incluirá 192 canales láser y sus dimensiones serán comparables en área a dos campos de fútbol. En esta instalación única, se planea realizar una investigación fundamental sobre el estudio del plasma denso de alta temperatura.
Durante los últimos 40 años, se ha creado una base muy poderosa en Sarov para el desarrollo de láseres de varios poderes. La línea de producción de láser es un negocio principal para todo el Sarov Technopark, en cuyo territorio ya se han desplegado más de 30 empresas residentes.
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Al mismo tiempo, la instalación del láser UVL-2m se utilizará para crear una reacción termonuclear. En 1963, el físico, académico soviético Nikolai Basov y Oleg Krokhin propusieron utilizar una instalación láser para encender un objetivo termonuclear y, sobre esta base, llevar a cabo la ignición termonuclear y, en el futuro, crear una central termonuclear. Este esquema era diferente del propuesto anteriormente y estaba asociado con el confinamiento magnético. En la actualidad, sobre la base de este principio, se está construyendo la instalación ITER en la ciudad francesa de Cadarache, que es un proyecto internacional conjunto de varios países.
La instalación láser en construcción en Rusia permitirá utilizar el llamado modo inercial, en el que el combustible termonuclear se enciende no debido al hecho de que ha estado en un estado caliente durante mucho tiempo, y la sustancia no permanece muy densa, sino que, por el contrario, la mezcla termonuclear se comprime a una temperatura muy alta. y densidad. Además, este proceso en sí mismo lleva muy poco tiempo. La diferencia es que en este caso se realiza una pequeña microexplosión controlada.
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También puede ser necesaria una instalación de láser superpotente para otros fines, en particular, con su ayuda será posible aproximarse a las características a las que la materia puede comprimirse y calentarse en estrellas, por ejemplo, como en el Sol. Es por esta razón que la investigación en el campo del plasma de alta temperatura se puede aplicar en interés de la astrofísica, para el estudio del plasma astrofísico. A menudo, la humanidad se enfrenta al hecho de que no conocemos ni entendemos completamente las propiedades fundamentales de la materia, especialmente a alta presión y densidad. Por ejemplo, la ecuación de estado. Para resolver estos problemas, se hacen objetivos especiales, con la ayuda de los cuales se llevan a cabo dichos estudios con la ayuda de instalaciones láser. Hay muchas otras áreas de aplicaciones de láser de alta potencia que son de interés para los científicos de todo el mundo.
Se supone que la construcción de un láser UFL-2m ultrapotente puede ayudar en el desarrollo de un reactor termonuclear. Si pasamos a la historia, se puede observar que la primera planta de energía nuclear se creó casi simultáneamente con el desarrollo de armas atómicas. En un momento, los padres fundadores, habiendo recibido ignición en el sitio de prueba, es decir, habiendo implementado una explosión termonuclear en la práctica, esperaban que se desarrollara un reactor termonuclear con bastante rapidez. Fue entonces cuando apareció la propuesta de Andrei Sakharov de que el aislamiento térmico mediante un campo magnético de plasma podría usarse para confinar el plasma. Sin embargo, ha pasado más de medio siglo desde la década de 1950 y la humanidad aún no tiene un reactor termonuclear. Resultó que su creación es un problema muy difícil, ya que el plasma es algo bastante inestable y tiene varias características diferentes.
La investigación fundamental sobre la creación de un reactor termonuclear aún está en curso, por lo que no se puede decir nada sobre el calendario de este proyecto. Al mismo tiempo, si se puede encender un combustible termonuclear en una instalación estadounidense o rusa nueva, el trabajo en la creación de un reactor termonuclear comenzará casi instantáneamente.
El láser utilizado en la instalación rusa, al igual que su homólogo estadounidense, será pulsado. En este caso, será necesario resolver no solo el problema mismo de la ignición del combustible termonuclear, sino también desarrollar significativamente tecnologías láser para obtener en la práctica el llamado láser de pulso periódico. Para recibir energía eléctrica de tales instalaciones, es necesario que el láser pueda disparar con una frecuencia de aproximadamente 10 rondas / min. Actualmente, simplemente no existen tales láseres. Pero es precisamente el desarrollo de tecnologías láser lo que se implementará en el desarrollo de una nueva instalación rusa que contribuirá al surgimiento de nuevos enfoques, nuevos materiales en el desarrollo de láseres. El mundo ya está dando los primeros pasos en esta dirección. Ya existen sistemas periódicos pulsados de suficiente potencia, pero todavía lleva tiempo,para crear nuevos entornos láser, nuevos materiales.
Al mismo tiempo, la instalación rusa puede complementar los conocimientos que se adquirirán en el proceso de implementación de un proyecto internacional para crear un reactor termonuclear en Karadash. Aunque los principios de las instalaciones utilizadas son diferentes, los procesos de encendido siguen siendo similares. La investigación y los materiales que se obtendrán en estas dos instalaciones podrán complementarse entre sí.
