Ученые из университета Рочестера (University of
Rochester) совершили шаг, который приблизил все человечество к моменту начал
использования реакций термоядерного синтеза в качестве безграничного источника
экологически чистой энергии. При помощи лазера OMEGA Лаборатории лазерной
энергетики (Laboratory of Laser Energetics, LLE) были созданы условия,
показатели которых в пять раз превышают аналогичные показатели, полученные на
небезызвестной лазерной установке National Ignition Facility (NIF) Ливерморской
национальной лаборатории имени Лоуренса в США.
Полученные результаты являются плодами многократных
экспериментов, проведенных группой ученых, возглавляемой Шоном Риганом (Sean
Regan) и Валерием Гончаровым (Valeri Goncharov). В этих экспериментах был
получен энергетический выход от термоядерного синтеза на уровне 100
килоджоулей, что соответствует отдаче энергии 100-Ваттной лампочкой в течение
20 минут.
Однако, в данном случае эта энергия выла получена
меньше, чем за миллиардную долю секунды и полученные при этом условия очень
близки к условиям, когда может быть инициирована самоподдерживающаяся реакция
термоядерного синтеза.
"Мы сжали топливный шарик до половины давления,
требующегося для его поджига. И это потребовало достаточно серьезных усилий со
стороны команды наших ученых и инженеров" - рассказывает Шон Риган, -
"Если топливная мишень зажжется, то это будет походить на сверхминиатюрную
звезду, размером в десятую часть миллиметра. Но эта "кроха" за
несколько миллиардных долей секунды выделит энергию, эквивалентную энергии
сжигания нескольких галлонов бензина".
Для разогрева и сжимания топливного шарика ученые
использовали 60 лучей лазера OMEGA, для сравнения, американская лазерная
установка NIF "била" в мишень 192 лазерными лучами. "Этот
процесс очень напоминает процесс сжатия руками воздушного шарика, который
начинает выпячиваться в местах, не охваченных вашими руками" -
рассказывает Шон Риган, - "Если удастся сжать этот шар равномерно, то
можно получить внутри него более высокое давление. Точно также все происходит и
со сжатием шарика термоядерного топлива, когда лучи лазеров поражают его
поверхность более равномерно".
Для достижения условий, близких к условиям термоядерного
синтеза, ученым пришлось рассчитать и изготовить топливные шарики определенной
формы, что позволило увеличить степень сжатия. Кроме этого учеными был
разработан метод рентгеновской съемки со временем экспозиции в 40 триллионных
долей секунды. И данные, полученные при помощи такой съемки, позволили ученым
лучше понять физику происходящих процессов и более точно нацелить лазеры на
мишень.
Сравнение работы лазера OMEGA и NIF
