Лазер-рекордсмен
Этап сооружения лазерной установки нового поколения завершился во РФЯЦ-ВНИИЭФ (Саров) 15 апреля. Камера взаимодействия — это центральный элемент установки, сфера диаметром 10 метров и весом около 120 тонн, в которой должно происходить взаимодействие лазерной энергии с мишенью. При таких габаритах транспортировка камеры является с практической точки зрения невозможной технической операцией, поэтому ее изготовление проводилось непосредственно рядом с местом строительства одновременно с возведением здания под лазерную установку. Камера взаимодействия после завершения сборки была перенесена в основное здание, где планируется производить эксперименты по управляемому инерциальному термоядерному синтезу.
Всего за 14 месяцев с использованием уникальной технологии сварки произведен монтаж сферы и ее раскрой под контролем прецизионного геодезического оборудования для размещения систем ввода излучения, технологических систем и диагностического измерительного оборудования. Толщина стенки камеры из алюминиевого сплава составляет 100 миллиметров. Всего на поверхности сферы располагаются более 100 портов. О точности произведенных операций свидетельствуют следующие цифры: максимальное отличие формы камеры от сферы составляет менее пяти мм, а оси всех портов имеют отклонение от ее центра менее одного миллиметра. Операция переноса камеры взаимодействия заняла около месяца и включала большое количество специальных мероприятий, в том числе разборку крыш основного и вспомогательного зданий. Для переноса камеры потребовался специальный грузоподъемный кран. Стоит отметить, что высота здания для лазерной установки составляет 32 метра, это высота десятиэтажного дома.
Саровская установка для лазерного синтеза будет рекордсменом среди введенных и планируемых к строительству лазерных систем. До этого самой мощной из подобных установок была американская National Ignition Facility (NIF), расположенная в Ливерморской национальной лаборатории в штате Калифорния. Две сотни лазеров NIF общей мощностью 500 тераватт дают энергию импульса в 1,8 мегаджоулей, а лазерная установка в Сарове обладает максимальной энергией импульса в 2,8 мегаджоуля.
Ученые ставят перед собой очень амбициозную цель — впервые зажечь термоядерную мишень в лаборатории.
— До сих пор никто в мире не смог в лаборатории зажечь термоядерную мишень. Основная проблема в том, что маленькое количество вещества нужно сжать до очень высоких плотностей. Поэтому оболочка должна двигаться сферически симметрично, отклонения от сферического сжатия недопустимы. Эксперименты, которые были проведены на установке NIF, показали, что система облучения не может обеспечить необходимую однородность облучения центральной капсулы. Наша система облучения иная, она уже практически сферически симметрична. Имея опыт предыдущих экспериментов, у нас есть все шансы добиться желаемого («зажигания» термоядерных реакций в мишенях) первыми в мире, — подчеркивает директор Института лазерно-физических исследований РФЯЦ-ВНИИЭФ, академик РАН Сергей Гаранин.
На сегодняшний день проработана программа экспериментов, и после вывода модулей установки в штатный режим будут проведены первые эксперименты по облучению мишеней. Участие в этих экспериментах примут ученые РФЯЦ-ВНИИЭФ и других предприятий Госкорпорации «Росатом», а также ученые ведущих академических институтов России.
В настоящий момент ведутся испытания систем первого модуля установки. В конце 2019 г. будет проведен его запуск. Ввод в эксплуатацию первой очереди лазерной установки запланирован на 2022 г.
