Размеры будут впечатлять: длина 360 метров, а высота с 10-этажный дом. Главное назначение установки – исследования по различным аспектам физики высоких энергий, в том числе процессов, связанных с зажиганием и горением термоядерного топлива. Российские СМИ писали, что у системы будет и оборонная составляющая: плотная горячая плазма изучается при разработке термоядерного оружия.
Каких результатов учёные предполагают достичь на саровской системе, "Голосу России" рассказал генконструктор по лазерным системам Всероссийского НИИ экспериментальной физики Сергей Гаранин.
- В связи с чем у России сейчас возникла потребность в таких мощных лазерных установках?
- Лазеры позволяют исследовать физику высоких плотностей энергии. В связи с этим было принято решение о создании такой установки. Её планируется создать в ядерном центре в Сарове. Но она будет в коллективном пользовании, и на ней смогут работать как специалисты нашей страны, так и зарубежные. Всё для этого делается.
- Когда говорят "установка двойного назначения", то подразумевается и её военная направленность. Где в военном деле могут применяться такие мощные лазеры?
- Вы понимаете, что я не могу выдавать такую информацию. Могу сказать, что практически во всех ядерных лабораториях мира – в Америке, во Франции, в Китае – создаются такие установки.
- Есть информация, что установка поможет в разработке термоядерного оружия. Что, мы до сих пор разрабатываем водородную бомбу?
- Это неправильная информация. Термоядерное оружие фактически уже разработано. И сейчас, в условиях запрещения испытаний – я не специалист, мои комментарии основаны на открытой печати, – как я понимаю, здесь проблем нет. Вроде бы и у Америки, и у Франции, и у всех ядерных держав все проблемы более-менее решены.
- Расскажите, как данный лазер будет вызывать термоядерную реакцию? Как это будет происходить?
- В начале 60-х годов, конкретно в 1963 году, советские учёные академик Николай Басов и Олег Крохин предложили попытаться с помощью лазера зажечь термоядерную мишень и на этой основе реализовать термоядерное зажигание, а в будущем – термоядерную электростанцию. Это отличная схема от той, которая предлагалась ранее, с магнитным удержанием. На этом принципе сейчас строится во французском Кадараше установка ИТЕР - совместный международный проект. А здесь это так называемый инерционный режим.
Когда термоядерное горючее зажигается не за счёт того, что его долго удерживают в горячем состоянии, но при этом вещество остаётся не очень плотным, наоборот, происходит сжатие термоядерной смеси до высокой плотности и высокой температуры. Это сжатие существует очень короткое время. Происходит маленький управляемый микровзрыв. Вот в чём отличие.
- В каких других направлениях физики высоких энергий понадобится лазер?
- Сейчас на лабораторном устройстве можно приблизиться к характеристикам, до которых вещество нагревается и сжимается в звёздах, как, например, на Солнце. Поэтому исследование высокотемпературной плазмы, которая образуется на этой установке, может быть использовано, например, в интересах астрофизики. Для исследования астрофизической плазмы. Часто возникает проблема, связанная с тем, что человечество не до конца знает фундаментальные свойства вещества, особенно при высоких плотностях и давлениях. Например, уравнения состояний. Поэтому делаются специальные мишени, с помощью которых на лазерах проводятся такие исследования. Есть и много других применений, которые интересуют учёных.
- Как будет использован опыт постройки данного лазера при создании будущего термоядерного реактора в России? Есть ли представление о сроках?
- Если вспомним историю, то практически одновременно с созданием атомного оружия была создана первая атомная электростанция. Отцы-основатели, которые получили зажигание на полигоне, то есть реализовали взрыв термоядерной бомбы, надеялись, что очень быстро будет создан термоядерный реактор. Тогда появилось предложение Андрея Сахарова для магнитного удержания плазмы – термоизоляция магнитным полем плазмы. Но с 50-х годов и до сих пор мы не имеем термоядерного реактора. Оказалось, что это очень сложная проблема. Плазма – вещь неустойчивая, у неё много особенностей.
Фундаментальные исследования ведутся по сей день. Поэтому говорить о сроках – это вопрос сложный. Думаю, что если на американской установке, на нашей или на французской будет достигнуто зажигание термоядерного горючего, то после этого мгновенно начнётся разработка термоядерного реактора. Хотя такие работы как бы предполагаются. То есть исследователи говорят: допустим, мы зажжём, а что дальше? Поэтому облик термоядерного реактора уже прорабатывается.
Сам лазер, который используется на нашей большой установке и на американской, - импульсный. И фактически ещё требуется решить не только проблему самого зажигания термоядерного горячего, но и существенно развить лазерные технологии для того, чтобы получить так называемый импульсно-периодический лазер. Объясню. Чтобы было выгодно получать электроэнергию от такой установки, нужно, чтобы лазер стрелял с частотой примерно 10 выстрелов в секунду. Таких лазеров на самом деле нет.
Но именно развитие лазерных технологий, которые мы реализуем при создании этой установки, будут способствовать тому, что появятся новые материалы, новые подходы в создании лазеров. Первые шаги в этом направлении в мире делаются. Уже есть достаточно мощные импульсные периодические системы. Но требуется время, чтобы появились новые материалы, новые лазерные среды. Учёные вплотную этим занимаются.
- Будут ли использованы наработки данного лазера для термоядерного реактора в Карадаше, который строит несколько стран?
- По принципам установки отличаются. Но процессы зажигания всё равно подобны. Материалы и исследования, которые будут проведены на обеих установках, взаимно дополнят друг друга. Общая база данных уточнится.
