О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ СОЗДАНИЯ ЛАЗЕРОВ С ДВОЙНЫМ ИМПУЛЬСОМ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА В.А. Щербаков РЯФЦВНИИЭФ, г.Саров

О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ СОЗДАНИЯ ЛАЗЕРОВ С ДВОЙНЫМ ИМПУЛЬСОМ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА
В.А. Щербаков
РЯФЦ(ВНИИЭФ, г.Саров, Россия
В настоящее время криогенные мишени считаются наиболее перспективными для лазерного термоядерного синтеза. В таких мишенях низкоплотностная газообразная смесь дейтерия с тритием, расположенная в центральной сферической полости, окружена ДТ смесью, намороженной на внутренней поверхности оболочки. Расчеты показывают, что такая конструкция дает наивысший коэффициент термоядерного усиления при минимальной затрате энергии лазера и приемлемой временной форме лазерного импульса. Подходящие для генерирования такого импульса лазерные установки уже разработаны, например, в США существует лазерная установка NIF [1].
Между тем, сжатие центральной части мишеней во время облучения гравитационно неустойчиво, поскольку распределение плотности ДТ топлива по массе растет от центра, в то время как распределение давления падает по направлению от центра. В частности, неустойчивость может вызвать гравитационное турбулентное перемешивание горячей центральной части и окружающего более холодного ДТ топлива, в результате чего температура горячего пятна в центре понижается, и зажигания может не произойти. Пучки относительно холодного материала, окружающего центральную часть мишени, со временем увеличивающиеся в размерах под действием гравитационной неустойчивости, также влияют на этот процесс.
Выше описанные явления (точность расчетов которых до сих пор была недостаточной) могут быть выявлены в опытах на криогенных мишенях: они являются лишь свидетельством наличия в этих мишенях более высокой плотности топлива, чем в газовых мишенях, но не говорят о появлении в них разогретой центральной области (о чем можно судить по количеству появившихся термоядерных нейтронов).
Альтернативой работе криогенной мишени является работа лазерной (не обязательно криогенной) мишени, в которой ДТ топливо предварительно умеренно сжимается (до плотностей в несколько десятков г/см3), затем ее центральная область поджигается фокусирующейся ударной волной [3]. При этом в горячей центральной области плотность и давление увеличиваются, поэтому выше описанная гравитационная неустойчивость не появлялась.
Безусловно, при этом важны вопросы устойчивости и симметрии. Что касается предварительного сжатия, оно приводит к значительно более низким плотностям (~10 г/см3), чем при работе обычных криогенных мишеней (~103 г/см3). При фокусировке поджигающей сферической ударной волны возникает асимметрия в соответствии с другими законами (менее жесткими), чем при сферическом сжатии.
Работа такой лазерной мишени требует двойного импульса: сначала умеренное предварительное сжатие термоядерного ДТ топлива достигается под действием лазерного импульса малой интенсивности (I
·10 TВатт, q
·1013 Ватт/см2, длительность импульса (1 порядка нескольких десятков нс), затем фокусирующаяся ударная волна, произведенная вторым мощным лазерным импульсом (I ~ 104 TВатт, q ~ 1016 Ватт/см2 , длительность импульса (2 порядка нескольких десятых нс) нагревает и поджигает центральную область [2,3].
Для практического (экспериментального) исследования работы такой лазерной мишени требуются двухимпульсные лазеры со следующими параметрами: I
·10 ТВатт, q1
·1013 Ватт/см2, (1 ~ несколько десятков нс; I
· 104 ТВатт, q
· 1016 Ватт/см2, (2~ несколько десятых нс.

Литература
J.A.Paiseur et al., Laser Focus World, 30, 75 (1994).
Shcherbakov V.A. Calculation of thermonuclear laser target ignition by focusing shock wave. Fizika Plasmy, 1983. V.9. No.2. P.409-411.
Shcherbakov V.A. On spherical targets of high amplification factor for laser thermonuclear fusion. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Теоретическая и прикладная физика. No.2. 1992. P.11-16.

XXXII Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2005 г.

13
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
H Заголовок 1J Заголовок 2> Заголовок 3Ў: 15тP Верхний колонтитулB Нижний колонтитул> Основной текст\ Основной текст с отступом 2H Просмотренная гиперссылка4 Название докладаB Тело e-mail, Номер страницыsatoTC:\WINDOWS\Profiles\sato\Мои документы\www\Zvenigorod\XXXII\It\ru\AL-Shcherbakov.doc
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·

Приложенные файлы

  • doc 26527785
    Размер файла: 34 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий