Ученые готовы к мини-термояду
Почти 200 новейших лазеров ударят по мишени в будущем году

В Ливерморе (штат Калифорния, США) прошла официальная церемония открытия самой мощной в мире лазерной установки. При помощи сфокусированных лучей физики попытаются воссоздать условия в центре звезд и зажечь термоядерную реакцию.

Американская установка не является первой в своем роде. Комплексы меньшей мощности были построены и раньше, причем один из них работает и на территории России. «Искра-5» в Сарове проводит аналогичные исследования, но с заметно меньшей энергией лазерного излучения (что не мешает изучать, например, работу мощных лазеров). Как сообщал ранее академик Радий Илькаев, в Федеральном ядерном центре будет построена лазерная комплексная установка «Искра-6». «Создана и переходная модель новой установки — комплекс «Луч», которая уже дала интереснейшие научные и практические результаты в области горения термоядерной плазмы», — сообщил академик.

В США физики попытаются зажечь реакцию в капсуле с горючим, на которой сфокусируются лучи 192 мощных лазеров. Вся установка размещается в десятиэтажном здании, которое занимает площадь, равную трем футбольным полям. Сферическая камера, в которой должна произойти термоядерная вспышка, имеет диаметр около десяти метров.

Столь масштабная установка будет служить сразу нескольким целям. Важнейшая из них — это обеспечение человечества принципиально новым источником энергии. Термоядерный синтез позволит вместо сжигания нефти или расщепления ядер урана использовать энергию, выделяющуюся при слиянии ядер дейтерия и трития.

Термоядерная реакция будет использовать топливо, запасы которого практически неограниченны и не давать радиоактивных отходов. В ходе ее также не образуется многих тысяч тонн сажи, продуктов сгорания или радиоактивных отходов. Проблема только в том, чтобы разогреть смесь до температур в сотни миллионов градусов и обеспечить стабильное горение плазмы. Инженерам, по сути, надо воспроизвести небольшой кусочек звезды внутри будущей электростанции.

Например, в термоядерном реакторе ITER, который строится на территории Франции, плазму попытаются поджечь и удержать внутри полого стального «бублика» магнитным полем. Ученые из Ливерморских лабораторий пошли по другому пути: они решили отказаться от стабильного горения плазмы.

Поджигать смесь дейтерия и трития на доли секунды человечество уже научилось. При взрыве водородной бомбы происходит именно термоядерная реакция. Взрыв намного большей мощности по сравнению с ядерной бомбой получается за счет детонации дейтерий-тритиевой смеси и теоретически его мощность ограничена только размером заряда.

Но для получения электроэнергии и тепла взрыв ядерного заряда не очень подходит, так как его мощность очевидным образом превышает прочность стенок реактора. Для решения этой проблемы ученые предложили нагревать термоядерную смесь не взрывом ядерной бомбы, а лазерными лучами. При этом произойдет термоядерный взрыв намного меньших масштабов, и его уже можно провести внутри достаточно прочного стального шара. Тепло, которое при этом выделится, может быть использовано для работы электростанции.

По энергии, которую лазеры вкладывают в одну вспышку, американская установка в Ливерморе пока бьет все рекорды. Несколько мегаджоулей, в тысячи раз больше энергии летящей автоматной пули — такова энергия вспышки, которая будет сфокусирована на площади меньше квадратного сантиметра.

У установки есть и военное назначение. Изучение миниатюрных термоядерных вспышек позволит получить результаты, которые необходимы и для разработки нового ядерного оружия. После запрета испытаний ядерных зарядов такие установки становятся единственной возможностью узнать, что именно происходит в первые моменты взрыва.

На установке в Ливерморе военные смогут изучить процесс ядерного взрыва и влияние длительного хранения на работоспособность ядерного заряда.

Кроме того, ученые надеются получить и данные о процессах при взрыве сверхновых звезд. На сегодняшний день именно вспышки сверхновых считают источником элементов второй половины таблицы Менделеева: от железа до урана. Ядра этих элементов не могут быть получены слиянием более легких ядер внутри звезд, и для их синтеза нужны еще более экстремальные условия. Удастся ли условия вспышек сверхновых звезд воспроизвести в Ливерморе, и станет ли лазерная термоядерная установка основой для энергетики будущего — покажет время. Первые серьезные работы с использованием всех 192 лазеров запланированы уже на 2010 год.

//По информации ГАЗЕТА.GZT.RU

    1 комментарий