La dernière étape de l'installation d'une installation thermonucléaire laser s'est achevée à Sarov la semaine dernière. Avec son aide, il est prévu de mener des expériences sur la fusion thermonucléaire inertielle contrôlée. L'idée de créer une telle installation a été proposée pour la première fois dans les années 1950 par les académiciens Andrei Sakharov et Igor Tamm.
Une telle installation fonctionne comme suit: une capsule sphérique est remplie d'un mélange de deutérium et de tritium, puis une puissante impulsion laser est envoyée à sa surface. Sous l'action de l'impulsion, une partie de la capsule se transforme en vapeur, créant une pression d'ablation, qui accélère le piston sphérique à des vitesses très élevées. Ensuite, le mélange est compressé symétriquement aux paramètres requis pour la réaction thermonucléaire.
Le coût de l'installation laser à double usage la plus puissante au monde est estimé à environ 45 milliards de roubles. Actuellement, les États-Unis et la France disposent d'une installation laser similaire. À son tour, l'usine russe surpassera ses homologues étrangères et sera la plus puissante du monde. La puissance de l'installation sera d'environ 2,8 MJ, tandis que la puissance des systèmes laser américains et français mentionnés ci-dessus ne dépasse pas 2 MJ.
L'installation laser sera à double usage. D'une part, ce sera un composant défensif, puisque la physique du plasma chaud dense, la physique des hautes densités d'énergie sont actuellement les plus étudiées dans de telles installations. Ces expériences peuvent viser à créer des armes thermonucléaires. D'autre part, c'est la composante énergétique. Actuellement, des physiciens du monde entier expriment l'idée que la fusion thermonucléaire laser peut leur être utile pour développer l'énergie du futur.
Il est prévu de lancer l'installation laser ultra-haute puissance UFL-2m à pleine puissance en 2020. L'installation laser comprendra 192 canaux laser, et ses dimensions seront comparables en superficie à deux terrains de football. Dans cette installation unique, il est prévu de mener des recherches fondamentales sur l'étude du plasma dense à haute température.
Au cours des 40 dernières années, une base très puissante a été créée à Sarov pour le développement de lasers de différentes puissances. La ligne de production laser est un cœur de métier pour l'ensemble du Technoparc Sarov, sur le territoire duquel plus de 30 entreprises résidentes se sont déjà déployées.
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Dans le même temps, l'installation laser UVL-2m sera en effet utilisée pour créer une réaction thermonucléaire. En 1963, le physicien soviétique, académicien Nikolai Basov et Oleg Krokhin ont proposé d'utiliser une installation laser pour allumer une cible thermonucléaire et, sur cette base, réaliser un allumage thermonucléaire, et à l'avenir créer une centrale thermonucléaire. Ce schéma était différent de celui qui avait été proposé plus tôt et était associé au confinement magnétique. Actuellement, sur la base de ce principe, l'installation ITER est en cours de construction dans la ville française de Cadarache, projet international conjoint de plusieurs pays.
L'installation laser en construction en Russie permettra d'utiliser le mode dit inertiel, dans lequel le combustible thermonucléaire est enflammé non pas parce qu'il est à chaud depuis longtemps et que la substance reste peu dense, mais au contraire, le mélange thermonucléaire est comprimé à une température très élevée. et la densité. De plus, ce processus lui-même prend très peu de temps. La différence est que dans ce cas une petite microexplosion contrôlée est réalisée.
Une installation laser super puissante peut également être nécessaire à d'autres fins, en particulier, avec son aide, il sera possible d'approcher les caractéristiques auxquelles la matière peut être comprimée et chauffée dans les étoiles, par exemple, comme dans le Soleil. C'est pour cette raison que la recherche dans le domaine du plasma à haute température peut être appliquée dans l'intérêt de l'astrophysique - pour l'étude du plasma astrophysique. L'humanité est souvent confrontée au fait que nous ne connaissons pas et ne comprenons pas pleinement les propriétés fondamentales de la matière, en particulier à haute pression et densité. Par exemple, l'équation d'état. Pour résoudre ces problèmes, des cibles spéciales sont élaborées, à l'aide desquelles de telles études sont effectuées à l'aide d'installations laser. Il existe de nombreux autres domaines d'application des lasers haute puissance qui intéressent les scientifiques du monde entier.
On suppose que la construction d'un laser ultra-puissant UFL-2m peut aider au développement d'un réacteur thermonucléaire. Si nous nous tournons vers l'histoire, on peut noter que la première centrale nucléaire a été créée presque simultanément avec le développement des armes atomiques. À un moment donné, les pères fondateurs, ayant reçu l'allumage sur le site d'essai, c'est-à-dire ayant mis en œuvre une explosion thermonucléaire en pratique, espéraient qu'un réacteur thermonucléaire serait développé assez rapidement. C'est alors que la proposition d'Andrei Sakharov est apparue que l'isolation thermique par un champ magnétique plasma pourrait être utilisée pour confiner le plasma. Cependant, plus d'un demi-siècle s'est écoulé depuis les années 1950 et l'humanité ne possède toujours pas de réacteur thermonucléaire. Il s'est avéré que sa création est un problème très difficile, car le plasma est une chose plutôt instable et présente un certain nombre de caractéristiques différentes.
Des recherches fondamentales sur la création d'un réacteur thermonucléaire sont toujours en cours, de sorte que rien ne peut être dit sur le calendrier de ce projet. Dans le même temps, si un combustible thermonucléaire peut être allumé dans une installation américaine ou russe, alors les travaux de création d'un réacteur thermonucléaire commenceront presque instantanément.
Le laser utilisé dans l'installation russe, comme son homologue américain, sera pulsé. Dans ce cas, il sera nécessaire de résoudre non seulement le problème même de l'inflammation du combustible thermonucléaire, mais aussi de développer de manière significative les technologies laser afin d'obtenir en pratique le laser dit périodique à impulsions. Afin de recevoir l'énergie électrique de telles installations, il est nécessaire que le laser puisse tirer avec une fréquence d'environ 10 coups / min. Actuellement, il n'existe tout simplement pas de tels lasers. Mais c'est précisément le développement des technologies laser qui sera mis en œuvre dans le développement d'une nouvelle installation russe qui contribuera à l'émergence de nouvelles approches, de nouveaux matériaux dans le développement des lasers. Le monde fait déjà les premiers pas dans cette direction. Il existe déjà des systèmes périodiques pulsés de puissance suffisante, mais cela prend encore du temps,afin de créer de nouveaux environnements laser, de nouveaux matériaux.
Dans le même temps, l'installation russe peut compléter les connaissances qui seront acquises lors de la mise en œuvre d'un projet international de création d'un réacteur thermonucléaire à Karadash. Bien que les principes des installations utilisées soient différents, les processus d'allumage sont toujours similaires. La recherche et les matériaux qui seront obtenus dans ces deux installations pourront se compléter.
