В России запустили первый модуль самой мощной в мире лазерной установки

Первый модуль самой мощной в мире лазерной установки УФЛ-2М, необходимой для проведения экспериментов по так называемому управляемому инерциальному термоядерному синтезу и исследований свойств вещества в экстремальных состояниях — при сверхвысоких давлениях и температурах, к настоящему времени запущен в Российском федеральном ядерном центре.

Лазерная установка будет выполнять ряд самых разных функций. Ее площадь равна примерно двум футбольным полям — длина 360 метров, а высота с дом в 10 этажей.

Она предназначена для фундаментальных исследований в области физики высоких плотностей энергии. Эта установка важна для исследования экстремальных свойств вещества — в том числе, с точки зрения изучения возможности создания новых источников энергии, а также понимания процессов, происходящих в звездах.

Применение лазерного термоядерного синтеза в энергетике также будет апробировано на новой установке. Её запуск внесет вклад в развитие военной сферы.

На создание термоядерного оружия могут повлиять те эксперименты, которые будут проведены на УФЛ-2М, а именно исследования в области физики плотной горячей плазмы и высоких плотностей энергии. Еще одно назначение лазерной установки — энергетическое. Источники энергии будущего могут быть разработаны именно на основе лазерного термоядерного синтеза.

Гаранин рассказал о ходе строительства установки УФЛ-2М.

«Изготовлены и в настоящее время введены в эксплуатацию все системы, которые будут обеспечивать работу всех каналов лазерной установки, и запущен первый модуль — 8 каналов лазерной установки. С 2021 года с помощью этого модуля мы начнем производить исследования», — сказал Гаранин.

УФЛ-2М незаменима для моделирования и проектирования новых видов российского ядерного оружия. Такие установки строят все ведущие ядерные державы — после запрещения испытаний ядерного оружия на них исследуют процессы, идущие в момент взрыва, рассказывал Гаранин еще в начале 2000-х годов журналу «Наука и жизнь».

Для исследования на суперкомпьютерах того, что происходит при взрывах термоядерных зарядов, нужны данные о состоянии вещества при сверхвысоких температурах и давлениях, характерных для условий взрыва. Такие сведения можно получить как раз с помощью лазерного обжатия мишеней с исследуемым веществом.

Поскольку подобные лазерные комплексы могут создать у себя считанное число стран, то они могут считаться одним из показателей технологического развития государства. Как сообщалось ранее, всего установка УФЛ-2М будет иметь 192 лазерных канала, то есть сможет создавать 192 лазерных луча, что необходимо для равномерного облучения мишени со всех сторон.

Саровская установка для лазерного синтеза станет рекордсменом среди введенных и планируемых к строительству лазерных систем.

Сообщалось, что к термоядерной мишени будет подводиться импульсной энергии в полтора раза больше, чем на американской лазерной установке NIF, используемой в программе по поддержанию боеготовности американских ядерных арсеналов. Основная проблема, до сих пор мешающая зажечь термоядерную мишень в лаборатории, заключается в том, что очень маленькое количество вещества нужно сжать до крайне высоких плотностей, говорил ранее Гаранин.

Оболочка капсулы, содержащей термоядерное «топливо», должна двигаться сферически симметрично, отклонения от сферического сжатия недопустимы, пояснял ученый. Эксперименты, проведенные на установке NIF, показали, что ее система облучения не может обеспечить необходимую однородность облучения центральной капсулы. Система облучения в УФЛ-2М иная, она уже практически сферически симметрична, отмечал Гаранин. Имея предыдущий опыт экспериментов, у специалистов РФЯЦ-ВНИИЭФ есть все шансы первыми в мире добиться желаемого «зажигания» термоядерных реакций в мишенях, добавлял он.

В апреле 2019 года саровский ядерный центр сообщил о завершении сборки так называемой камеры взаимодействия — центрального элемента установки УФЛ-2М. Камера взаимодействия представляет собой сферу диаметром 10 метров и весом около 120 тонн, в которой должно происходить взаимодействие лазерной энергии с мишенью.