Российские ученые решили создать Царь-лазер

На уникальной установке они попытаются запустить управляемую термоядерную реакцию
24.06.2019
Наталья Веденеева

«Зажечь» термоядерную реакцию - источник дешевой энергии - стремятся российские ученые. У них есть все шансы опередить в этом своих зарубежных коллег: в закрытом городе ядерщиков Сарове создают самую мощную установку для лазерного синтеза нового поколения. За счет оригинальных научных и технологических решений, а также нового уровня генерируемой лазерной энергии саровский лазер должен превзойти аналогичные установки США и Франции. Корреспонденту «МК», одному из немногих журналистов, довелось лично побывать в Российском федеральном ядерном центре - ВНИИ экспериментальной физики - на сборке камеры взаимодействия будущей установки.


Российские ученые решили создать Царь-лазер Рабочие собирали камеру взаимодействия в три смены. Фото: Тимофеевский Д.В.

Камера взаимодействия лазерной установки - это алюминиевая сфера диаметром 10 метров и весом около 120 тонн. В ней будет находиться «мишень» - дейтерий-тритиевая смесь в капсуле, на которую будут нацелены сверхмощные лазерные лучи. Ядра дейтерия и трития в результате нагрева будут сливаться с образованием гелия и высокоэнергетического нейтрона. Выход значительной энергии после этого обеспечен. Важно, чтобы у ученых получилось при помощи лазерных импульсов вызвать последовательность термоядерных реакций - микровзрывов. В идеале реакция должна поддерживать саму себя в виде спокойного горения. Первые испытания начнутся как минимум через год-два. Пока же идет сборка огромного агрегата.

Мы подъехали к основному его корпусу площадью в два футбольных поля и высотой с 10-этажный дом, когда камеры взаимодействия там еще не было. Она находилась в специальном ангаре, выстроенном неподалеку.

То, что предстало перед глазами, очень напомнило кинофильм «Весна», где героиня Любови Орловой (физик-ядерщик Никитина) создавала установку, которая должна была заменить людям Солнце. В ангаре ВНИИЭФ было нечто аналогичное - гигантская сфера, закрепленная на специальной поворачивающейся платформе.

И, как пояснили нам, улыбаясь, сотрудники центра, конечная цель реальных, а не киношных ученых почти сходна с той, о которой говорила профессор Никитина: они должны запустить на лазере управляемую реакцию термоядерного синтеза. Для этого мишень должна сжаться до давления, аналогичного тому, что существует в центре Солнца, и активировать термоядерную реакцию.

- Почему понадобилось строить для камеры отдельный временный «дом»? - спрашиваю я главного конструктора проекта Юрия Шагалкина.

- Качественная сварка алюминия (а камера состоит из фрагментов алюминиевых листов толщиной 100 мм) требовала специальных климатических условий, без перепадов температуры. Поскольку в Сарове они колеблются от -30 зимой до +30 летом, для проведения сварочных и монтажных работ и был создан отдельный ангар, - поясняет конструктор. - График был очень напряженным, и рабочие, которые готовили камеру взаимодействия, трудились в три смены, прямо тут, в ангаре для них устроили и душевые, и комнату отдыха.

Здесь особенно гордятся качеством сварки листового алюминия, технология которой была утеряна, но ее удалось восстановить российским подрядчикам.


Камера взаимодействия. В ней ученые надеются получить управляемую термоядерную реакцию. Фото: Тимофеевский Д.В.

Сферу смонтировали всего за 14 месяцев. Все работы проводились под контролем прецизионного геодезического оборудования.

- Проверку прошли все наши двухсторонние сварные швы, - говорит Юрий Васильевич. - Камеру предварительно испытали вакуумом и провели ее геометрию. О точности произведенных монтажных операций свидетельствуют следующие цифры: максимальное отличие формы камеры от сферы составляет менее 5 мм, а оси всех портов направлены на ее центр с погрешностью менее 1 миллиметра.

- Лишь убедившись в том, что все сделано как надо, специалисты перевезли камеру взаимодействия из ангара в основное здание, где планируется производить эксперименты по управляемому инерциальному термоядерному синтезу.

Некоторые задачи, стоящие перед создаваемой установкой, раскрыл нам президент РАН Александр Сергеев:

- Назначение нового проекта Российского федерального ядерного центра - ВНИИ экспериментальной физики - создание установки для контролируемого производства мирной термоядерной энергии за счет сжатия вещества под воздействием энергии мощных лазерных импульсов. Компетенции ядерного центра, используемые для оборонных целей и обеспечившие мир на планете, должны теперь послужить основой для получения дешевой и безопасной энергии. Также установка будет активно использоваться для проведения фундаментальных исследований в области физики высоких плотностей энергии.


Здание для установки лазерного синтеза занимает площадь двух футбольных полей. Фото: Тимофеевский Д.В.

Итак, на сегодняшний день никто в мире пока не смог запустить управляемую термоядерную реакцию. Наиболее близки к этому были несколько лет назад американские ученые из Национального комплекса лазерных термоядерных реакций в городе Ливерморе. Но достичь 100-процентного результата им все-таки и не удалось. Ученые Сарова надеются, что их новая установка справится с этой задачей и станет международным научным центром коллективного пользования, который привлечет множество талантливых ученых.

Читайте другие наши материалы