Maailman tehokkaimman kaksikäyttöisen laserjärjestelmän hinnaksi on arvioitu noin 45 miljardia ruplaa. Tämän kertoi toimittajille Venäjän liittovaltion ydinkeskuksen johtaja Radiy Ilkaev. Tällä hetkellä Yhdysvalloissa on vastaava laserasennus, se on jo rakennettu sinne, ja Ranskassa rakentaminen on loppumassa. Ilkaev puolestaan totesi, että venäläinen asennus ylittää ulkomaiset analogit ja on maailman tehokkain. Laitoksen teho tulee olemaan noin 2,8 MJ, kun taas yllä mainittujen amerikkalaisten ja ranskalaisten laserlaitteistojen teho ei ylitä 2 MJ:ta.
Ilkaev totesi, että laserasennus tulee olemaan kaksikäyttöinen. Toisaalta tämä tulee olemaan puolustuskomponentti, sillä tiheän kuuman plasman fysiikkaa, suurten energiatiheyksien fysiikkaa, tutkitaan tällä hetkellä läheisimmin tällaisissa laitoksissa. Näillä kokeilla voidaan luoda lämpöydin aseet. Toisaalta se on energiakomponentti. Fyysikot ympäri maailmaa esittävät nyt ajatuksia siitä, että laserfuusio voisi olla hyödyllinen tulevaisuuden energian kehittämisessä.
UFL-2m raskaan käytön laserlaitos on tarkoitus ottaa käyttöön täydellä kapasiteetilla vuonna 2020, Venäjän liittovaltion ydinkeskuksen VNIIEF:n laserjärjestelmien yleinen suunnittelija Sergei Garanin kertoi toimittajille. Asiantuntijan mukaan laserasennus sisältää 192 laserkanavaa, ja sen koko vastaa pinta-alaltaan kahta jalkapallokenttää. Tässä ainutlaatuisessa laitoksessa on tarkoitus tehdä perustutkimusta korkean lämpötilan tiheän plasman tutkimuksesta.
Asennus sijaitsee Sarovin teknopuiston alueella, jossa Garaninin mukaan luodaan noin 360 uutta korkean teknologian työpaikkaa nuorille venäläisille tutkijoille. Täällä luodun laserkeskuksen ensimmäiset tuotteet - ainutlaatuiset laserdiodit - odotetaan saapuvan vuoden 2014 loppuun mennessä. Viimeisten 40 vuoden aikana Saroviin on luotu erittäin tehokas perusta eri tehoisten lasereiden kehittämiselle. Lasertuotannon suunta on keskeinen koko Sarov Technoparkille, jonka alueella on jo aloittanut toimintansa yli 30 kotimaista yritystä.
Koko Venäjän kokeellisen fysiikan tutkimuslaitoksen laserjärjestelmien yleinen suunnittelija Sergei Garanin kertoi Voice of Russia -radioasemalle, mitä tuloksia he aikovat saavuttaa Sarovissa. Hänen mukaansa Sarovin ydinkeskukseen luotava laitteisto tulee olemaan kollektiivisessa käytössä, ja sen parissa voivat työskennellä paitsi venäläiset asiantuntijat, myös ulkomaiset tutkijat. Hän totesi myös, ettei hän voi salassapitosyistä sanoa laitoksen sotilaallisesta suuntautumisesta, mutta sanoi, että melkein kaikki maailman ydinlaboratoriot - Ranskassa, Yhdysvalloissa, Kiinassa - työskentelevät tällaisten laitosten luomiseksi.
Samaan aikaan Sergei Garanin kiisti tiedon, että Sarovin lähellä olevaa laserlaitosta voitaisiin käyttää lämpöydinaseiden kehittämiseen. Tutkijan mukaan lämpöydinaseet on todella luotu, eikä tällä alueella ole ongelmia, kaikki nykyaikaiset ydinvoimat ovat jo ratkaisseet kaikki ongelmat tällaisten aseiden kehittämisessä.
Samaan aikaan UFL-2m-laserlaitteistoa todellakin käytetään luomaan lämpöydinreaktio. Neuvostoliiton fyysikko, akateemikko Nikolai Basov ja Oleg Krokhin ehdottivat jo vuonna 1963 laserasennuksen käyttöä lämpöydinkohteen sytyttämiseksi ja tämän perusteella lämpöydinsytytyksen suorittamiseksi ja tulevaisuudessa lämpöydinvoimalan luomiseksi. Tämä järjestelmä erosi aiemmin ehdotetusta ja liittyi magneettiseen retentioon. Tällä periaatteella rakennetaan parhaillaan ITER-laitosta Ranskan Cadarachen kaupunkiin, joka on useiden maiden yhteinen kansainvälinen hanke.
Venäjälle rakenteilla oleva laserlaitos mahdollistaa ns. inertiajärjestelmän käytön, jossa lämpöydinpolttoainetta sytytetään ei siksi, että se on pitkään kuumassa tilassa eikä aine jää kovin tiiviiksi. , mutta päinvastoin, lämpöydinseos puristetaan erittäin korkeaan lämpötilaan ja tiheyteen. Lisäksi tämä prosessi itsessään kestää hyvin lyhyen ajan. Erona on, että tässä tapauksessa suoritetaan pieni kontrolloitu mikroräjähdys.
Supertehokasta laserasennusta voidaan tarvita myös muihin tarkoituksiin, erityisesti sen avulla on mahdollista lähestyä ominaisuuksia, joihin ainetta voidaan puristaa ja lämmittää tähdissä, esimerkiksi Auringossa. Tästä syystä korkean lämpötilan plasman tutkimusta voidaan soveltaa astrofysiikan - astrofysikaalisen plasman - tutkimukseen. Usein ihmiskunta kohtaa sen tosiasian, että emme täysin tunne ja ymmärrä aineen perusominaisuuksia, etenkään korkeassa paineessa ja tiheydessä. Esimerkiksi tilojen yhtälö. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tehdään erityisiä kohteita, joiden avulla tällaisia tutkimuksia suoritetaan laserjärjestelmien avulla. On monia muita erittäin suuritehoisen laserin sovelluksia, jotka kiinnostavat tutkijoita ympäri maailmaa.
Oletetaan, että supertehokkaan UFL-2m-laserin rakentaminen voi auttaa lämpöydinreaktorin kehittämisessä. Jos käännyt puoleen historia, voidaan todeta, että melkein samanaikaisesti atomiaseiden kehittämisen kanssa perustettiin ensimmäinen ydinvoimala. Aikoinaan perustajaisät, saatuaan sytytyksen koepaikalla eli toteutettuaan lämpöydinräjähdyksen, toivoivat, että lämpöydinreaktori kehitettäisiin melko nopeasti. Silloin ilmestyi Andrei Saharovin ehdotus, että plasman magneettikentän aiheuttamaa lämpöeristystä voitaisiin käyttää plasman säilyttämiseen. 1950-luvulta on kuitenkin kulunut yli puoli vuosisataa, eikä ihmiskunnalla ole vieläkään lämpöydinreaktoria. Kävi ilmi, että sen luominen on erittäin vaikea ongelma, koska plasma on melko epävakaa asia ja sillä on useita erilaisia ominaisuuksia.
Perustutkimus lämpöydinreaktorin luomisesta on vielä kesken, joten tämän projektin ajoituksesta ei voi sanoa mitään. Samanaikaisesti Sergei Garanin uskoo, että jos amerikkalainen tai uusi venäläinen laitos onnistuu sytyttämään lämpöydinpolttoaineen, niin työ lämpöydinreaktorin luomiseksi alkaa melkein välittömästi.
Venäläisessä asennuksessa käytetty laser, kuten sen amerikkalainen vastine, on pulssitoiminen. Tässä tapauksessa on tarpeen ratkaista lämpöydinpolttoaineen syttymisongelman lisäksi myös merkittävästi lasertekniikoiden kehittäminen, jotta käytännössä saadaan ns. toistuvasti pulssitettu laser. Sähköenergian vastaanottamiseksi tällaisista asennuksista on välttämätöntä, että laser pystyy ampumaan taajuudella noin 10 laukausta / min. Tällä hetkellä tällaisia lasereita ei yksinkertaisesti ole olemassa. Mutta juuri lasertekniikoiden kehittäminen, joka otetaan käyttöön uuden venäläisen asennuksen kehittämisessä, edistää uusien lähestymistapojen, uusien materiaalien syntymistä lasereiden kehittämisessä. Maailma ottaa jo ensimmäisiä askelia tähän suuntaan. On jo olemassa riittävän tehoisia pulssijaksoisia järjestelmiä, mutta uusien lasermedian, uusien materiaalien luominen vie vielä aikaa.
Samalla venäläinen laitos voi täydentää tietoja, joita hankitaan toteutettaessa kansainvälistä hanketta lämpöydinreaktorin luomiseksi Karadashiin. Vaikka käytettyjen asennusten periaatteet ovat erilaiset, sytytysprosessit ovat silti samanlaisia. Näissä kahdessa laitoksessa hankittava tutkimus ja materiaalit voivat täydentää toisiaan.
Tietolähteet:
-http://rus.ruvr.ru/2013_02_13/Lazernaja-ustanovka-v-Sarove-Cel-termojadernij-mikrovzriv
-http://file-rf.ru/news/12069
-http://www.km.ru/v-rossii/2012/02/10/rosatom/v-tekhnoparke-sarov-budet-postroena-moshchneishaya-v-mire-lazernaya-usta