Лазерный термоядерный синтез

Рисунок 6

Основной физический принцип действия – увеличение выделяемой веществом энергии, за счет его нагревания с помощью лазерных микровзрывов. В результате взаимодействия греющего излучения с поверхностью мишени образуется горячая плазма. Греющее излучение распространяется в глубь мишени лишь до области с плотностью электронов, называемой критической, где частота лазерного излучения сравнивается с плазменной. В окрестности этой области излучение начинает поглощаться, а непоглощенная часть отражается, также поглощаясь плазмой. Основной механизм поглощения здесь так называемое обратное тормозное поглощение света электронами.

За счет теплопроводности энергия, поглощенная в плазме с электронной плотностью, передается в более плотные слои, где происходит абляция вещества мишени. Оставшиеся не испаренными слои мишени под действием теплового и реактивного давления ускоряются к центру, сжимая и нагревая находящееся в ней топливо. В итоге энергия лазерного излучения превращается на рассматриваемой стадии в кинетическую энергию вещества, летящего к центру, и в энергию разлетающейся короны. Очевидно, что полезная энергия сосредоточена в движении к центру. Эффективность вклада световой энергии в мишень характеризуется отношением указанной энергии к полной энергии излучения - так называемым гидродинамическим коэффициентом полезного действия (КПД). Достижение достаточно высокого гидродинамического КПД (10-20%) является одной из важных проблем ЛТС.

Рисунок 7

Заключение

В этой статье я, надеюсь, хорошо ознакомил вас с принципом работы лазера, а также с минимальным списком его использования в астрономии (так же физики). На основе того, что написано выше можно сделать вывод, что лазер – уникальное изобретение, во многих случаях попросту незаменимое. Даже на данный момент, мы можем не знать, какие проблемы, в будущем нам поможет решить лазер. К сожалению, так как моим сферами использования лазера является астрономия и физика, именно в данной работе, я не смог привести другие сферы, не относящиеся к теме. Например, его использование в хирургии, на индустриальных предприятиях, военной технике.

Словарь терминов и сокращений

ЛТ – лазерные технологии

Монохромное излучение — электромагнитное излучение, обладающее очень малым разбросом частот, в идеале — одной частотой (длиной волны).

Когерентность - согласованность нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во времени, и при сложении колебаний, получается колебание той же частоты.

Закон Брюстера — закон оптики, выражающий связь показателя преломления с таким углом, при котором свет, отражённый от границы раздела, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, причем поляризация преломленного луча достигает наибольшего значения.

КПД - коэффициент полезного действия

ЛТС - лазерный термоядерный синтез