Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения

В РФЯЦ-ВНИИЭФ завершили сборку камеры взаимодействия самой мощной лазерной установки в мире

15 апреля в Сарове Нижегородской области завершился важный этап сооружения лазерной установки нового поколения. Камера взаимодействия после завершения сборки была перенесена в основное здание, где планируется производить эксперименты по управляемому инерциальному термоядерному синтезу.

Камера взаимодействия — это центральный элемент установки, сфера диаметром 10 метров и весом около 120 тонн, в которой должно происходить взаимодействие лазерной энергии с мишенью. При таких габаритах транспортировка камеры является невероятно сложной технической операцией, поэтому ее изготовление проводилось непосредственно рядом с местом строительства.

Всего за 14 месяцев с использованием уникальной технологии сварки произведен монтаж сферы и ее раскрой под контролем прецизионного геодезического оборудования для размещения систем ввода излучения, технологических систем и диагностического измерительного оборудования. Толщина стенки камеры из алюминиевого сплава составляет 100 мм. Всего на поверхности сферы располагаются более 100 портов. О точности произведенных операций свидетельствуют следующие цифры: максимальное отличие формы камеры от сферы составляет менее 5 мм, а оси всех портов имеют отклонение от её центра менее 1 мм.

Операция переноса камеры взаимодействия заняла около месяца и включала большое количество специальных мероприятий, в том числе разборку крыш основного и вспомогательного зданий. Для переноса камеры потребовался специальный грузоподъемный кран.

Стоит отметить, что высота здания для лазерной установки — 32 метра, с десятиэтажный дом.Саровская установка для лазерного синтеза будет рекордсменом среди введенных и планируемых к строительству лазерных систем. Так, к мишени будет подводиться импульсной энергии в полтора раза больше, чем у самой мощной из действующих на сегодняшний день лазерных установок — NIF (США).Директор Института лазерно-физических исследований РФЯЦ-ВНИИЭФ, академик РАН Сергей Гаранин подчёркивает: «До сих пор никто в мире не смог в лаборатории зажечь термоядерную мишень. Основная проблема в том, что маленькое количество вещества нужно сжать до очень высоких плотностей (100 грамм в кубическом сантиметре).

Поэтому, оболочка должна двигаться сферически симметрично, отклонения от сферического сжатия недопустимы. Эксперименты, которые были проведены на установке NIF показали, что система облучения не может обеспечить необходимую однородность облучения центральной капсулы. Наша система облучения иная, она уже практически сферически симметрична. Имея предыдущий опыт экспериментов, у нас есть все шансы добиться желаемого („зажигания“ термоядерных реакций в мишенях) первыми в мире».На сегодняшний день проработана программа экспериментов и после вывода модулей установки в штатный режим будут проведены первые эксперименты по облучению мишеней.

Участие в этих экспериментах примут ученые РФЯЦ-ВНИИЭФ и других предприятий Госкорпорации «Росатом», а также ученые ведущих академических институтов нашей страны.В настоящий момент ведутся испытания систем первого модуля установки. В конце 2019 года будет проведен его запуск. Ввод в эксплуатацию первой очереди лазерной установки запланирован на 2022 год.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.

Источник: https://www.rosatom.ru/v-rfyats-vni...oshchnoy-lazernoy-ustanovki-v-mire/

Вступай в наши группы и добавляй нас в друзья :)

Поделись позитивом в своих соцсетях

Другие публикации по теме

Росатом, ВНИИЭФ, термоядерный синтез

7
foxkeys
16.04.1912:35:00

Эккая… Кракозябра.

#1122707 ↑
20
Clausson
16.04.1912:53:36

«Звезда жизни»?

#1122715 ↑
16
edanilov
16.04.1913:46:28

Выглядит грандиозно, что-то похожее из фантастических фильмов

#1122729 ↑
Комментарий скрыт по причине низкого рейтинга. показать

-10
~~Игорь Brick~~
16.04.1913:50:47

Я так понял, 60 лет работы над ТОКАМАКами зашли в тупик. Решили попробовать по другому.

#1122731 ↑

16
Иван Разуваев
16.04.1914:27:21

Нет конечно. Исследования идут параллельно. Но этот лазер это, конечно, чудо техники и возможность проводить уникальные эксперименты.

#1122739 ↑
1
Геннадий Тесёлкин
16.04.1919:44:10

Да, с большой долей вероятности удежать плазму в токамаке не смогут.
Но, не пропадет их скорбный труд, технологические решения применят где-нибудь в другой сфере. 25 млрд евриков на ветер не улетят

#1122806 ↑

0
kerosene
17.04.1916:14:23

Сегодня группа физиков из плазменных лабораторий ИЯФ работает над свежей идеей: использовать для подавления продольных потерь плазмы из открытой ловушки магнитное поле с винтовой симметрией, позволяющее управлять вращением плазмы. Для проверки этой концепции создается экспериментальная установка СМОЛА (Спиральная Магнитная Открытая Ловушка).
О том, что из себя представляет открытая винтовая ловушка, в чем ее отличие от «прародителей» и каких результатов ждут ученые от будущих экспериментов, рассказал научный сотрудник ИЯФ СО РАН, к.ф.-м.н. Антон Судников.
«Глобальная идея такая — сделать следующий шаг в изучении удержания плазмы, в улучшении конфигурации открытых ловушек. Может показаться, что это шаг в сторону — потому что весь мир сегодня работает с ловушками замкнутой конфигурации. Но это все то же направление — физика плазмы, и мы хотим экспериментально доказать преимущества открытых форм.
В открытых ловушках силовые линии магнитного поля не замкнуты, и плазма удерживается посередине. А на концах установок, вдоль силовых линий плазма может вытечь — наша задача уменьшить этот поток.
Для уменьшения потерь ставят магнитные пробки, т. е. резко усиливают силу магнитного поля на концах устройства. В газодинамической ловушке ГДЛ таким способом удается очень сильно сузить «горлышки» бутылки, из которой истекает плазма, но полностью избежать потерь нельзя.
В гофрированной ловушке ГОЛ с каждой стороны стоит не одна магнитная пробка, как в ГДЛ, а несколько в зависимости от конфигурации (например, в уже разобранном ГОЛ-3 было около 50 пробок, а в строящемся ГОЛ-NB — по 14 на каждом конце), благодаря чему плазма не просто течет через гладкую трубу, а как бы трется о гофрировку магнитного поля. Из-за силы трения скорость потока получается ниже сверхзвуковой, а значит, и потерь будет меньше. Так как расстояние между пробками жестко задано, сделать их бесконечно близкими нельзя, но можно увеличить длину этих многопробочных секций, что улучшает параметры удержания плазмы.
Чтобы уменьшить истечения плазмы, такие многопробочные секции следует в прямом смысле слова двигать к центру. При этом сама плазма будет «стоять», а вдоль нее «пролетать» магнитные пробки, создавая силу трения и увлекая вещество за собой. Идея двигать пробки возникла одновременно с самой идеей многопробочной ловушки. Но в то время задачу посчитали невыполнимой и нерентабельной, ведь чтобы создать такое бегущее поле, нужна невероятная мощность.
Идея обмануть вещество, создать такую конфигурацию стационарного магнитного поля, чтобы плазме «казалось», что оно движется к центру, возникла в конце 2012 г. Как известно, плазма в открытой ловушке всегда вращается, и есть задачи, когда ее нужно целенаправленно вращать. Вопрос только в том, можно ли это вращение использовать для чего-то еще.
Идея состояла в том, чтобы создать магнитное поле в виде винта. Представьте себе шнек мясорубки, который крутит измельченное мясо в нужном направлении. У нас аналогично с двух сторон от центрального отсека с плазмой создается винтовая нарезка поля, но при этом разная — с правым и левым винтом. С одной стороны, магнитное поле тащит плазму влево, с другой — вправо. Таким образом обе эти концевые секции закачивают плазму обратно. Конечно, полностью избавиться от потерь при этом нельзя — когда поток плазмы слабеет, частицы друг с другом даже не сталкиваются. Но если нам удалось сделать поток таким редким, значит, мы на порядок, а то и на два выиграли по параметрам удержания.
Эта концепция позволяет создать установку, которая по своим характеристикам может быть сравнима с нынешними топовыми токамаками. Сложность только в том, что пока эта идея — теоретическая. Но уже осенью 2017 г. мы заканчиваем сборку установки СМОЛА и наступает новый этап — экспериментальный.

#1123046 ↑

Комментарий удален

0
kerosene
17.04.1916:16:52

Планируется, что две установки СМОЛА станут частями новой Газодинамической многопробочной ловушки, которую проектируют в ИЯФе. Ожидается, что на ней будут достигнуты параметры плазмы, не уступающие лучшим токамакам. Это может стать настоящим прорывом.
А кроме того, если мы начнем крутить ручку «мясорубки» в другую сторону, то частицы плазмы будут не тормозиться, а наоборот, вылетать с ускорением. В этом случае мы получим прототип плазменного двигателя, с помощью которого можно будет слетать не только на Луну или Марс, но и к дальним планетам Солнечной системы.

#1123047 ↑

0
Геннадий Тесёлкин
17.04.1916:34:11

Предполагаю, что движок из СМОЛЫ можно сделать, а электростанцию — вряд ли. Постепенно будет получаться тот же монстр, что и ИТЭР

#1123050 ↑

Комментарий удален

0
Pavel73
17.04.1911:18:16

Токамак обладает принципиальным недостатком. Для того, чтобы в нём зажглась самоподдерживающаяся термоядерная реакция, все ядра в плазме должны не только приобрести высокую скорость, но при этом находиться в состоянии хаотического (броуновского) движения. Только в этом случае они смогут преодолеть силу кулоновского отталкивания и слиться в новые ядра с выделением столь желанной энергии. Именно это происходит в термоядерной бомбе. Однако, в токамаке плазма сжимается в шнур магнитным полем, и движение всех частиц в ней приобретает упорядоченный характер. То есть в своём большинстве движутся в одну и ту же сторону, и поэтому несмотря на высокую температуру, не приобретают встречной скорости, достаточной для массового столкновения, слияния и зажигания термоядерной реакции. В лазерной установке условия будут принципиально иными, гораздо более близкими к бомбе. На мой взгляд, у такого метода больше шансов, чем у токамака.

Отредактировано: Pavel73~11:28 17.04.19

#1122970 ↑

Комментарий удален
0
Александр Кобяков
17.04.1920:35:35

Мальчик, а зачем тебя два билета?

Отредактировано: Александр Кобяков~20:36 17.04.19

#1123096 ↑

7
Андрей Евсеенко
16.04.1915:15:08

Инопланетный корабль!
Мечта Дарта Вейдера

#1122749 ↑

2
Николай Алёшин
16.04.1918:47:15

Какой же это, инопланетный корабль, это же «сердце» обычного земного корабля, например, такого как «Горизонт событий» .)))

#1122798 ↑

16
Алексей Алексеев
16.04.1921:17:46

На самом деле это обычный варп-двигатель, а отверстия — это инсталляционные шахты для патронов дилитиума, опоясывающих нижнюю и вархнюю трубы Красникова. Кстати, к нему есть инструкция на армянском диалекте клингонского.

#1122835 ↑

2
Pavel73
17.04.1911:24:22

Смех смехом, но первые звездолетные двигатели, скорее всего будут работать именно по такому принципу: обжатие мишени из термоядерного топлива мощным лазерным импульсом, инициирующим термоядерную реакцию и выбрасывание образовавшегося плазменного сгустка из ракеты с огромной скоростью и, соответственно, с высоким удельным импульсом. Теоретически до альфы Центавра можно добраться лет за 50.

Отредактировано: Pavel73~11:27 17.04.19

#1122972 ↑

1
Андрей Евсеенко
17.04.1913:17:06

Году так в 85-м про такой двигатель писали в Технике Молодёжи ( правда, не помню, как там планировали «поджигать» термояд). Писали не как о чём-то бесконечно далёком, а как о чём-то вполне реальном.
З.Ы. С какой скоростью Вы планируете лететь на альфу? По моим прикидкам лет 25 получается

#1123001 ↑
0
Алексей Алексеев
18.04.1911:50:42

и выбрасывание образовавшегося плазменного сгустка из ракеты с огромной скоростью и, соответственно, с высоким удельным импульсом
, после чего человечек размазывается по обшивке и отсекам корабля тонким запатентованным сколковским нанослоем. Ракета прибывает к Альфа Центавре расписной унутре -)

#1123236 ↑

18
Holso Stitchred
16.04.1916:28:35

Бензоколонка, говорите? Ничего делать не умеем, значит?

#1122772 ↑
18
Holso Stitchred
16.04.1916:30:37

В Саровском ядерном центре можно снимать российскую научную фантастику, экономя при этом миллионы на декорациях.

#1122773 ↑

0
tnenergy
08.05.1918:41:41

Не положено там ничего снимать, посадят.

#1127590 ↑

0
termometrix
16.04.1917:15:29

Ввод в эксплуатацию первой очереди лазерной установки запланирован на 2022 год.
Опять сдвинули…

#1122782 ↑
5
Е.Юрий
16.04.1917:20:11

Между прочим крайне требовательная к точности и довольно сложная в изготовлении форма.
П.С. Напоминает башку гигантского планетария

#1122783 ↑
0
dimKC
16.04.1919:47:30

Читал-читал. Ничего не понял. Так что ей делают то
Всем спасибо за последовавшие разъяснения

Отредактировано: dimKC~06:10 17.04.19

#1122807 ↑

9
muscle
16.04.1920:48:45

Будущая установка для лазерного обжатия легких атомов. Один из вариантов реализации самоподдерживающегося термоядерного синтеза.

#1122823 ↑
5
Valdis15
16.04.1922:15:37

В центре этой сферы будут пытаться лазерами взорвать малюсенькую ядерную бомбочку.

#1122854 ↑
10
qwerty_asd
16.04.1923:19:38

Идея простая. Вместо того, чтобы разогревать плазму и сжимать её магнитным полем (как делают в токомаках) просто сжимают вещество. Сжимают до состояния, когда атомы начинают прямо взаимодействовать друг с другом, запуская реакцию ядерного синтеза. Понятно, что требуемое давление просто колоссально. Оно достигается сжиманием с помощью лазерного излучения, испарением оболочки мишени и рядом других приёмов.
Схематически, электростанция будет работать так:
— в центр камеры помещают капсулу с топливом;
— лазерами её сжимают и запускают реакцию ядерного синтеза;
— выделенная энергия разогревает теплоноситель;
— теплоноситель вращает турбину;
— полученная электроэнергия накачивает лазеры для следующего выстрела;
— параллельно камера охлаждается и в её центр помещается следующая капсула с топливом. Цикл повторяется.

#1122867 ↑

0
tnenergy
09.05.1913:16:32

Саровская УЛФ-2М имеет к электростанциям очень отдаленное отношение.

#1127711 ↑

1
Tony
16.04.1923:21:52

… а трубы-окошки — для разных датчиков. разлетающиеся частицы и излучения ловить, чтобы по ним понять, что случилось внутри

#1122868 ↑
4
Vsemoguchij
17.04.1910:35:41
управляемому инерциальному термоядерному синтезу.
Физики предлагают при помощи лазерного излучения быстро нагреть и сжать до необходимых температур и плотностей вещество, чтобы оно, будучи в состоянии инерционно удерживаемой плазмы, обеспечило протекание термоядерной реакции.
- © Фото из открытых источников
Отредактировано: Vsemoguchij~10:37 17.04.19

#1122951 ↑

2
Андрей Евсеенко
17.04.1913:19:06

Ваш варп двигатель ещё страшнее!

#1123003 ↑
0
muscle
17.04.1913:23:09

На фотке канадский стартап General Fusion. У них не лазерное обжатие, но концепция схожа — пневматическое обжатие в расплавленной металлической капле.

#1123004 ↑

1
Елена Котельникова
17.04.1918:20:51

Прочитала статью, прочитала комментарии. А можно для тех, кто только что вылез из трактора все объяснить, вот прям, чтобы даже такая ботва как я поняла?
Фотографии, конечно, впечатлили, то, что наши ученые на пороге эволюционного развития технологий, вдохновляет. И это наше достижение!

#1123077 ↑

0
Е.Юрий
19.04.1912:12:46

Все очень «просто» — рабочее вещество сжимают со всех сторон до тех пор пока его атомам(ядрам точнее) не захочется слиться. Образуется большое количество энергии — гораздо больше затраченной, она передается теплоносителю, который крутит турбину, которая вырабатывает электричество.

#1123478 ↑
0
tnenergy
09.05.1913:20:42

Это установка для создания условий в материи, характерной для ядерного взрыва — с запредельными температурами и плотностями. Для этого используется мощнейшая система лазеров, которые довольно хитрым образом создают эти условия в мишеньке размером в доли миллиметров и весом с маковое зернышко.
Нужно это все для того, что бы калибровать компьютерные программы, на которых ныне виртуально взрывают ядерные бомбы.

#1127712 ↑

0
Valdis15
16.04.1921:41:50

Справедливости ради термоядерная реакция на NIF всё же получена.

#1122844 ↑

0
Tony
16.04.1923:22:12

устойчивая?

#1122869 ↑

3
Valdis15
17.04.1900:14:18

Насколько это возможно для выстрела раз в месяц в мишень с дейтерием и тритием
Устойчивая, но крайне незначительная в сравнении с затраченной энергией лазеров.

#1122876 ↑

0
Tony
17.04.1900:36:07

Где можно почитать? Статья есть?

#1122880 ↑

0
Valdis15
17.04.1900:39:46

Ну я в википедию залез, там есть несколько ссылок на статьи.

#1122881 ↑

0
Tony
17.04.1900:41:00

Аа, я уж подумал, что лично.
. Спокойной ночи

#1122882 ↑

0
tnenergy
09.05.1913:21:25

Наберите в гугле «Если NIF сможет зажечь плазму» — моя статья с подробностями.

#1127713 ↑

1
argr
17.04.1913:15:13

Так-то термоядерная реакция получена и на Z-машине. Вопрос в мощности этой реакции.

#1123000 ↑

Комментарий удален
9
Антон Храмов
16.04.1921:57:21

А мы для неё затворы делаем БВЗ-500

#1122851 ↑

1
Tony
16.04.1923:23:37

Так уж делайте на совесть, пожалуйста)
«большой вакуумный затвор диаметром 500» ??

#1122870 ↑

11
Антон Храмов
17.04.1908:53:50

БВЗ-500 — блок вакуумных затворов. В одном корпусе 4 шибера. И не диаметром, а четыре квадратных шибера со стороной 500 мм. Диаметр присоединительного фланца более 1,5 метров.
Всего таких затворов на камере будет 48 шт. Итого 192 «окна» под лазерные лучи.
Для изготовления этих затворов был специально куплен в Чехии огромный координатно-расточной станок. И построены новые гальванические ванны большого размера. Приобретено новое сварочное оборудование, позволяющее варить алюминий без предварительного прогрева. Ну и куча всякого испытательного оборудования. И наверное стопка в метр высотой всякой документации, которую пришлось разработать.

#1122923 ↑

2
Tony
17.04.1909:57:41

Круто
Плюс в карму научно-трудовому народу)

#1122941 ↑

0
Е.Юрий
17.04.1918:55:35

Плюс в карму научно-трудовому народу)
+

#1123086 ↑

8
александр столярчук
16.04.1923:48:19

Как я понял, наши собираются первыми в мире запустить управляемый термоядерный синтез?! Это грандиозный проект над которым работают лучшие умы мира! Даст бог мы и тут будем первыми.

#1122872 ↑

3
Holso Stitchred
17.04.1904:50:47

Не говори «гоп», пока не перегнул… Но мы, конечно, все надеемся.

#1122898 ↑

0
Антон Храмов
17.04.1910:14:06

Спасибо.

#1122943 ↑
Комментарий удален
3
Jonatan01
17.04.1910:35:50

Всевидящее око ВВП?

#1122952 ↑

0
cheri
17.04.1911:02:36

Всевидящее око ВВП?
орки всегда были высокотехнологичной нацией (наравне с гномами).
и к счастью во главе их не стояли либерасты, как нередко случалось у гномов и постоянно у прекрасных эльфов.

#1122959 ↑

1
cheri
17.04.1910:59:57

"Основная проблема в том, что маленькое количество вещества нужно сжать до очень высоких плотностей (100 грамм в кубическом сантиметре)."
- в пять раз плотнее золота? Интересно, а как выглядит этот процесс?

Отредактировано: cheri~11:00 17.04.19

#1122958 ↑

0
muscle
17.04.1913:29:02

Наберите в поисковике «Inside a General Fusion Power Plant» и найдете визуализацию похожего процесса — пневматическое обжатие плазмы в расплавленной металлической капле.
В РФЯЦ будет лазерное обжатие.

#1123006 ↑

0
cheri
17.04.1913:31:17

Наберите в поисковике «Inside a General Fusion Power Plant» и найдете визуализацию похожего процесса — пневматическое обжатие плазмы в расплавленной металлической капле.
В РФЯЦ будет лазерное обжатие.
хорошо!
Спасибо!

#1123007 ↑

1
cheri
17.04.1913:33:42

Inside a General Fusion Power Plant
Даже сюда решил дать!
удивительный процесс.
©Видео с youtube.com

#1123008 ↑

0
Jonatan01
17.04.1914:29:08

Почти ДВС

#1123025 ↑

1
tnenergy
09.05.1913:26:32

Процесс выглядит так — несколько мегаджоулей лазерной энергии попадают не внутренние стенки капсулы из золота размером с мелкую фасолину и создают внутри большую плотность рентгеновского излучения (которое оказывается более-менее заперто в этой капсуле). Внутри капсулы находится пустотелая мишень с термоядерным топливом, внешнюю стенку которой рентген начинает яростно испарять. Сила отдачи испарения начинает сжимать мишень ускоряя ее к центру и разгоняя стенки до нескольких километров в секунду. В конце мишень схлопывается в очень небольшой шарик, при этом давление достигает сотен миллионов атмосфер, а плотность — 100 грамм/см^3. При этом газ в центре мишени адиабатически нагревается до температуры зажигания термоядерной реакции и поджигает вот это плотное вещество стенки.

#1127714 ↑

0
cheri
09.05.1917:25:27

При этом газ в центре мишени адиабатически нагревается до температуры зажигания термоядерной реакции и поджигает вот это плотное вещество стенки.
потрясающе!
Очень хитро!
не думал, что так можно. Очень хитро.

#1127730 ↑

Написать комментарий

Отмена

Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,