proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 27 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[15/07/2011]     И все-таки мы его зажжем

Во всём мире активно исследуют возможность „поджечь“ термояд лазерным излучением. Лазерный термояд может стать альтернативным способом синтеза лёгких ядер для получения энергии. Еще в 60-е годы идею эксперимента предложил А.Д.Сахаров. Его суть в том, что стеклянную ампулу с очень небольшим количеством смеси дейтерия с тритием со всех сторон облучают мощными лазерными импульсами. Ампула испаряется, а реактивное давление паров сжимает её содержимое настолько, что в смеси „зажигается“ термоядерная реакция.  Директор Института лазерно-физических исследований  РФЯЦ-ВНИИЭФ Сергей Григорьевич Гаранин утверждает, что достичь необходимой плотности топлива (важнейший показатель!) для  зажигания термояда в лабораторных условиях вполне реально.


И это соответствует расчётно-теоретическим моделям, которые определяют необходимую величину энергии лазерного излучения и его параметры — форму импульса, длину волны, число пучков, расходимость излучения, точность наведения на мишень и многие другие характеристики.

— Сергей Григорьевич, когда впервые заговорили о лазерах в Ядерном центре?

— Первая генерация лазерного излучения была получена в 1960 году, а уже 13 марта 1963 года было проведено первое совещание, на котором Ю.Б. Харитон поставил задачу разобраться, как можно лазер использовать в интересах задач, которые решают во ВНИИЭФ. Первые эксперименты по генерации лазерного излучения начались в 1965 году по инициативе Юлия Борисовича, когда к нему обратился Николай Геннадьевич Басов с предложением использовать энергию ядерного взрыва для накачки лазера. Примерно в это же время Геннадий Алексеевич Кириллов и Самуил Борисович Кормер – напомню, что С.Б. Кормер – основатель нашего подразделения – выпустили отчет, в котором предложили получать эффективную генерацию лазера, используя энергию взрывчатого вещества. Первые эксперименты прошли в декабре 1965 г. В тех экспериментах генерация не была получена, разобрались в чем дело, и первую генерацию получили в декабре 1966 г. После этого тематика начала быстро развиваться.

В 1970 г. отдел С.Б. Кормера был преобразован в сектор, получил он номер 13. Примерно в это же время была получена в импульсном режиме энергия около 1 мегаджоуля на взрывном йодном лазере. Тогда это был рекорд. Успешные результаты дали старт целому ряду направлений, которые развиваются до настоящего времени.
ИЛФИ ведет научные исследования по двум основным направлениям: физика мощных лазеров и лазерный термоядерный синтез. По первому направлению созданы уникальные химические, взрывные йодные лазеры. Активно развивается новое направление: разработка эффективных лазеров с диодной накачкой. Мы много и серьезно занимаемся проблемой качества лазерных пучков и управления их диаграммой направленности.

Для реализации исследований по второму направлению в РФЯЦ-ВНИИЭФ в разное время был создан ряд мощных импульсных лазерных установок. Напомню, что сама идея использования лазеров для зажигания термоядерного горючего принадлежит ученым нашей страны академикам Н.Г.Басову и О.Н.Крохину. По их предложению и под их руководством в Физическом институте АН в г. Москве были проведены первые эксперименты по облучению термоядерных мишеней. В 1979 г. в нашем институте была создана установка «Искра-4». На момент пуска это был самый мощный одноканальный лазер в мире. На этой установке провели важные исследования взаимодействия мощного лазерного излучения с плазмой, создали физические модели, получили нейтроны.

Полученные результаты как по физике работы такого типа лазеров, так и по свойствам лазерной плазмы позволили успешно реализовать в 1989 году программу создания установки «Искра-5» (на тот момент самого мощного в Европе и второго по мощности в мире лазера) и провести на ней широкий круг уникальных исследований по проблеме лазерного термоядерного синтеза. Самым главным, на мой взгляд, итогом работ на «Искре-5» стало то, что полученные знания позволили развить физические модели, которые хорошо предсказывали экспериментальные результаты. Это позволило обоснованно определить характеристики лазерного импульса, требуемые для зажигания, сформулировать новые интересные направления исследований. Стало ясно, что для существенного продвижения в физике высоких плотностей энергии с использованием лазера требуется установка нового поколения с существенно большим уровнем лазерной энергии. В 1996 году мы вышли с предложением и в 1998 г. начали создавать модуль такой будущей мегаджоульной установки, которая получила название «Луч».

Создали ее в кратчайшие сроки. Думаю, что ни в одной стране за такие короткие сроки такая установка не создавалась. В 2001 году мы ее запустили, и по сегодняшний день она действует, и дает результаты. Задачи перед ней ставятся две. Первая – изучение физики взаимодействия в интересах исследования физических процессов при высокой плотности энергии. Второе направление – проверка научно-технических решений, которые закладываются в установки следующего поколения. В прошлом году мы доложили руководству страны о нашей готовности, потому что установка «Луч» показала, что мы обладаем всеми возможностями для создания установки мегаджоульного уровня, и руководство страны дало рекомендации о создании такой установки. Сейчас она разрабатывается, проходят дополнительные экспертизы. Надеюсь, что с 1 января 2012 года мы вплотную приступим к ее созданию, т.е. от бумаг перейдем к железу, к изготовлению и разработке конструкторской документации, техпроектов, в общем, всего того, что необходимо для ее практического воплощения. По оценкам и расчетам наших теоретиков установка позволит нам зажечь термоядерную мишень. Причем, сейчас в Америке уже действует установка подобного класса, на ней ведется эксперимент. Практически близки к завершению наши коллеги из Франции. Учтя весь опыт, который уже накоплен и в нашей стране и за рубежом, мы нашли несколько, с нашей точки зрения оригинальных решений, которые, во-первых, должны снизить стоимость, и во-вторых, расширить возможности установки, по сравнению с американским и французским аналогами.

— Как вы оцениваете масштабы своего института в стране и в мире?

— В прошлом году мы отметили сорокалетие института. У нас много работ мирового уровня, и их результаты известны как в России, так и за рубежом. В декабре, на научной сессии общего собрания Академии Наук, посвященной изобретению лазеров, были приняты два доклада от ВНИИЭФ по лазерной тематике. Один доклад сделал я совместно с Олегом Николаевичем Крохиным, а второй доклад – Радий Иванович Илькаев совместно с Владимиром Евгеньевичем Фортовым. Доклады показали, насколько далеко мы продвинулись в области физики высоких плотностей энергии, и что мы лидируем в этой области в нашей стране.

В начале девяностых, когда началась волна первых поездок к нам наших зарубежных партнеров, было сделано очень много совместных проектов. Похоже, что до этого они не знали о нас, и поэтому очень заинтересовались нашими работами. Сегодня в Лос-Аламосе стоит наш спектрометр, с помощью которой исследуют рентгеновское излучение. Большие работы были проведены в то время по конденсаторным батареям, потому что Искра-5 имеет накопитель энергии по масштабам сравнимый с теми, которые были созданы на установках NIF или LMJ. Уже в 1989 году мы обладали опытом создания установок, с запасенной энергией порядка 100 мегаджоулей.

Вообще, был целый ряд совместных работ, где мы делились опытом. В том числе и по взрывному йодному лазеру, где по силе излучения мы безусловные лидеры. Пожалуй, сегодня мы одно из ведущих подразделений России в области лазеров – нет такого института, в котором успешно развиваются эти два направления. На базе «Луча» мы создали еще установку «Фемто», которая имеет длительность импульса 50 фемтосекунд, т.е. 50•10-15 секунды, что позволило нам достичь очень высокую мощность лазерного излучения. Эту работу мы выполняли совместно с институтом прикладной физики Академии наук. У них примерно пол-петаватта, у нас – петаватт. Конечно, мы не первые получили такую мощность, но мы вошли в шестерку стран, которые обладают такими установками. Тот принцип, который предложил ИП ФАН для реализации такой мощности был вообще пионерским.

— Что за установку вы делаете для Роскосмоса?

— Космос хранит много тайн. В нашей стране действует специальная научная программа под эгидой Роскосмоса, в рамках которой развиваются эти исследования. Для того чтобы их проводить нужны новые научные приборы, которые ставятся на космические аппараты и отправляются в космос. Одна из таких ключевых программ называется международный проект «Спектр-РГ», в рамках которого кооперация во главе с НПО Лавочкина и Институтом космических исследований РАН. ВНИИЭФ в этой кооперации разработал и создает рентгеновский телескоп. Технология очень тяжелая, но интересная и уникальная. Для того, чтобы измерить жесткое рентгеновское излучение в космосе с энергией квантов порядка 30 кэВ и выше, требуются уникальные рентгеновские зеркала. Это конусы с длиной около 80 см и диаметром примерно 20 см. Самое сложное, что внутренняя поверхность этих рентгеновских зеркал должна иметь шероховатость порядка 4 ангстрем. Это та область, которую принято называть нанотехнологии. Примерно три года назад мы включились в эту работу, не имея опыта, кроме опыта работы с оптическими поверхностями. И не имели таких технологий. На сегодняшний день созданы опытные образцы. В СМИ проходила информация о том, как к нам приезжала команда из Роскосмоса, посмотрела всю эту технологическую цепочку, одобрила и проект движется дальше. Надеюсь, что в 2013 году наш научный прибор будет поставлен на платформу и отправится в космос для исследования вселенной. Это будет наш вклад в развитие фундаментальной науки.

— Расскажите о ваших заказчиках и сотрудниках института.

— У нас достаточно большой объем внешних заказов. По понятным причинам я не могу об этом подробно говорить, но они сравнимы с финансированием Росатома. Это серьезные заказы – мы активно работаем.

У нас оптимальный средний возраст сотрудников, пришло достаточно молодежи, которая быстро находит свое место в ИЛФИ. Хотя, конечно, сказывается провал в наборе кадров, который произошел лет 20 назад – мало специалистов 45 летнего возраста. Поэтому выкручиваемся, даем больше инициативы молодым. Стараемся, чтобы они быстрее продвигались, включаем их в резерв на замещение руководителей. Молодежь поступает в аспирантуру, защищает диссертации. В частности, мы гордимся, что коллектив молодых сотрудников ИЛФИ получил в 2008 году Премию правительства Российской Федерации. Конечно, при этом большую нагрузку берут на себя научные руководители в процессе их подготовки. Это естественно, хотя хочется быстрее получать от молодежи отдачу в практической и административной работе.

Большую роль сыграло то, что мы провели уже 5 ежегодных конференций молодых лазерщиков и многие студенты, которые приезжают на эти школы, потом обращаются с просьбой взять их в наш институт. Большой приток из региональных университетов. Толковые хорошие ребята. Такое состояние дел с кадрами во многом обусловлено продуманной политикой руководства ядерного центра в области социальной и жилищной политики, зарплаты, в общем, заботе о людях.

В заключении хочется сказать, что самое ценное в ИЛФИ – это уникальный коллектив, который решает сложнейшие задачи в интересах нашей страны.

Мишенная камера взаимодействия установки «Луч»Усилительный каскад на неодимовом стекле 2-П петаваттной лазерной системы  

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная наука
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомная наука:
Интуиция в законе

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 2.81
Ответов: 11


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 4 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: И все-таки мы его зажжем (Всего: 0)
от Гость на 15/07/2011
Обещалкины
Незабвенный Трофим Денисович обещал продуктовое изобилие за счет яровизации, Ж.П. Велихов полвека обещал получить термояд.
Неужели этого мало, и опять поверим пустышкам.
" Большую роль сыграло то, что мы провели уже 5 ежегодных конференций молодых лазерщиков ..." Конечно, это колоссальный прорыв!


[ Ответить на это ]


Re: И все-таки мы его зажжем (Всего: 0)
от Гость на 15/07/2011
Уважаемая редакция Проатома, а не могли бы вы осветить вопросы электроподжига, пусть даже с лазерным подогревом?


[
Ответить на это ]


Re: И все-таки мы его зажжем (Всего: 0)
от Гость на 18/07/2011
Главная проблема термоядерной энергетики не в достижении критерия Лоунсона (может лет через 100 его достигнут и количество выделившейся энергии превзойдет количество затраченной). Главная проблема - где взять тритий? Литиевый цикл обеспечивает воспроизводство только на 60%, то есть не замыкается. Вот где главная загадка термояда - почему серьезные люди во всем мире всем так долго вешают лапшу?


[ Ответить на это ]


Re: И все-таки мы его зажжем (Всего: 0)
от Гость на 23/07/2011
Главная проблема в низкой плотности энергии плазмы. Ну зажгут лет через 100,а до гигаватт выхода полезной мощности еще 1000 лет.А там или шах или осел,главное,395737 сегодня поесть.


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.10 секунды
Рейтинг@Mail.ru