Техника - молодёжи 1975-10, страница 41

(ейтерии

трити"

зеркало —

:■ этчтные экраны

импульсное лампк

лазе] ныи л}¹

стержень

«■мни

не к—iHi—я защит"

Ю¹⁵ ватт/см²

опта tf гжая сис сема

лазер

1С*⁶ ва-т/см²

I0¹⁵ ваи/ои

усилители

... к пая линзн

сборка нишене» теплонослте—Ь ~j лазерные лучи

срепилотная плвз1и

\

холодный .-ейтешй и

тпитий

каь а :горания

на 'аиление р-активного авления

-■ тиче ч— систем

зечкало

на_рчв.:ение анергии с ития д)¹⁹

Схема термоядерного реактора, элемент квантового усилителя и мишень в лазерном луче.

высказана мысль об использовании лазерного луча не только для нагрева, но и для сжатия термоядер-Hoi о горючего

С теоретическим анализом этой кдеи в 1972 году выступили ученые США на конференции по квантовой электронике в Монреале Расчет показывал, что с помощью лазерного излучения можно увеличить плотность мишени в 10 С00 раз. При этом необходимая для «поджога» энергия уменьшится в 1000 раз.

Более того, такая схема процесса не только уменьшали энергию лазера. но и должна была привести к лучшим условиям зажигания, a следовательно, и к большему количеству выделяемой термоядерной энергии. Процесс сжатие вещества происходит из-за реактивной силы, пояьляющейся при испарении плазмы с разогретой поверхности мишени. Давление это оказмвае.ся столь oi ромно, что может увеличить плотность даже твердого тела в тысячи раз.

На основе сложнейших расчетов, прогеденных физиками на мощных ЭВМ, было показано, что на больших лазерных установках можно провести решающие опыты по экспериментальной проверке этой идеи

Хотя при.щиг. работы этих установок можно назвать классическим, качественно они могут отличаться от всего, что до сих пор имеется в распоряжении физиков

Мож1.о себе представить установку с энергией излучения 1U000 джоулей. Необычно конструктивное 1.остроение выходного усилительного каскада. Его г.лотная «упаковка» стержией представит соору

жение высотой больше чем два человеческих роста. 3 нем буучут находиться 32 стеклянные неодкмоьые плиты — лазерные стержни, расположенные в 8 этажей. Выходящий из последнего каскада поток световой энергии с помощью оптической системы собирается в восемь лу^ией, которые сферически симметрично атакуют мишень строго программируемым во времени лазерным импульсом, несущим гигантскую мощность до 1С'⁴ ватт на квадратный сантиметр Излучаемая лазером мощность превысит мощность всех электростанций мира.

Ну а что станет с мишенью? Ее поверхность мгновенно нагреется до Х0 миллионов градусов, и тончайший слой начнет испаряться. Дейтерий и тритий внутри не усг.еют даже .фогреться, а раскаленная «корона» уже разлетится. Возникающие при этом реактивные силы сожмут мишень. Причем величина давления достигнет миллиардов атмосфер В этот момент вещество так «упаковмвается», что его плотность становится больше плотгости твердого тела в тысячи роз.

А мощность лазерного излучения продолжает нарастать. Она уже до-стиаает на поверхности 1С⁵ ватт на квадратный сантиметр. В этот момент плазменная «корона» работает как «тепловая линза», собирая падающую энергию на уменьшающуюся поверхность сжимаемой мишени. И вот уже ься мишень предстаьля-ет собой сверхглотную горячую плазму. В ее центре потол энергии, достигает своею максимума — 10'' ватт на к»адрчтный сантиметр И в плазме начинается термоядерная реакция.

Уже сейчас видно, что для значительного выходе термоядерной энергии необходимо повысить КПД неодимовых лазеров который сегодня равен всего десятым долям процента. Поэтому для будущих систем более перспективным может оказаться газовый лазер на yi ле-к>.слом газе, имеющий уже сейчас в коротких импульсах КПД до 10 процентов.

И хотл полный переход на термоядерную энергетику, по оценкам специалистов, возможен лишь в начале будущего века, электростанции будущего уже рисуются в воображении ученых

Поскольку выделяющаяся при термоядерной реакции энергия заключена главным образом в быст рых нейтронах и в разлетающихся после взрыва ядрах |елия, то в гипотетической схеме электростанции нейтронам отводится такая же роль как пламени, ко1да оно греет воду в паровом котле

Проходя через стенки камеры сгорания, энергия нейтронов нагреет теплоноситель, например, жидкий литий, а он, в свою очередь, отдаст тепло воде, превратив ее в пар, который дальше можно направить на рабочее колеса турбин.

Другая часть энергии, которая заключена в быстро разлетающихся заряженных частицех, может быть превращена в электричество при полете плазмы через ряд соленой-Лов, как это делается в МГД-гене-раторах.

С вводом в действие новых уста-ночок, без сомнения, начнется новая фаза исследований по лазерному термоядерному синтезу.

Зсписап ВЛАДИМИР ТОРГАЕВ

39