Очень мощный лазер – В России собрали самый мощный в мире лазер

В России собрали самый мощный в мире лазер

Автор: Роман Барский

22 апреля 2019, 18:22

Завершена сборка центрального элемента новейшей лазерной установки. Об этом заявили в пресс-службе Российского федерального ядерного центра – ВНИИЭФ. Созданный аппарат не имеет аналогов во всем мире, а мощность его импульса превосходит таковую у существующих ныне установок в 1,5 раза

Российская разработка, кроме мощности, имеет еще одно важное преимущество.  По словам С. Гаранина – академика РАН, директора лазерно-физических исследований Российского федерального ядерного центра – ВНИИЭФ, созданный учеными лазер имеет конструктивную особенность, позволяющую применять ее в экспериментах с термоядерной мишенью. В отличие от американского аналога NIF, который не может обеспечить требуемый уровень однородности облучения центральной капсулы, российская камера взаимодействия, благодаря своей сферической симметрии, имеет все шансы стать первой в данной отрасли. 

Внешне новейший лазер напоминает огромную сферу диаметром 10 метров и весом 120 тонн. На данный момент исследователи уже приступили к испытаниям систем первого модуля устройства. Запуск аппарата намечен на конец текущего года, а в 2022 году установку планируют ввести в эксплуатацию.

Созданный аппарат не имеет аналогов во всем мире, а мощность его импульса превосходит таковую у существующих ныне установок в 1,5 раза

Лазер имеет конструктивную особенность, позволяющую применять ее в экспериментах с термоядерной мишенью. 

К мишени нижегородского лазера будет подводиться в полтора раза больше импульсной энергии, чем у самой мощной лазерной установки мира — NIF из США. Высота камеры составляет 32 метра. В основном здании РФЯЦ планируют проводить эксперименты по управляемому инерциальному термоядерному синтезу.

Внешне новейший лазер напоминает огромную сферу диаметром 10 метров и весом 120 тонн. 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.

 

«До сих пор никто в мире не смог в лаборатории зажечь термоядерную мишень. 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 («ажигания» термоядерных реакций в мишенях) первыми в мире», — отметил

директор Института лазерно-физических исследований РФЯЦ-ВНИИЭФ академик РАН Сергей Гаранин.

 

Высота здания для лазерной установки — 32 метра, с десятиэтажный дом.

Здание лазерного комплекса саровской установки — рекордсмен среди введенных и планируемых к строительству лазерных систем. 

 

 

Что известно об американской лазерной установке  NIF

Комплекс National Ignition Facility — «Национальное Зажигательное Оборудование» в Ливерморской лаборатории имени Лоуренса (США) обеспечивает проведение экспериментов с инерционным термоядерным синтезом.

Место, где должен происходить термоядерный микровзрыв, называется немецким словом hohlraum. Золотая камера, которая должна обеспечить равномерный нагрев термоядерной таблетки электромагнитной энергией, излучаемой стенками. Нечто подобное с тем же названием и для того же самого имеет «водородная» бомба. Только большего размера, а источником фотонов служит рентгеновское излучение от первичного ядерного взрыва, проникающее в hohlraum через радиационный канал (interstage).

Расчетный выход микровзрыва может достигнуть 20 МДж, что эквивалентно 5 кг тротила. Формально имеет место эффективный, управляемый, инерционный, термоядерный синтез. Фактически, с учетом КПД лазерной системы не больше 1%, такая технология не приведет к практическому источнику энергии. Только для зарядки конденсаторов, питающих лазерные усилители, требуется 420 МДж.

Через два входных отверстия внутренность золотой камеры освещают 192 ультрафиолетовых лазерных луча с общей мощностью до 500 Тераватт. В течении 3 — 5 наносекунд туда поступает 2 — 4 МДж энергии, которая должна переизлучаться стенками в рентгеновском диапазоне. Термоядерная таблетка содержит 15 микрограмм дейтерия и трития при температуре 18 К, а также закаченный во внутреннюю полость газ. Капсула имеет сферическую оболочку диаметром 2 мм. Ее аблирующее покрытие может быть выполнено из бериллия или имеет композитную структуру на основе полиэтилена. Оно поглощает до 100 КДж энергии, результатом чего является радиационная имплозия капсулы. Плотность вещества достигает 1000 г/куб.см, а температура дейтерий-тритиевой начинки поднимается до сотни миллионов градусов.

Схема здания лазерного комплекса установки NIF (штат Калифорния, США).

 

На установке NIF американцы осуществляют термоядерный синтез по схеме 2H + 3H = 4He + n, самой легкоосуществимой из термоядерных реакций. Её энергетический выход составляет 17,6 МэВ.

 

По материалам topcor.ru/novosti24.su/lasers.llnl.gov

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

naukatehnika.com

САМЫЕ МОЩНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ УКАЗКИ

Мощные лазеры стали популярны лет 5 тому назад, когда пошла мода разбирать DVD приводы от ПК и вытащив оттуда лазерную головку подключать их к батарейкам, получая до полуватта излучаемой энергии. С тех пор много чего изменилось: ушли в прошлое приводы компакт-дисков, а китайская промышленность, увидев интерес к таким вещицам, наладила массовый выпуск лазерных указок разных цветов и мощностей — вплоть до 50 ватт!

Не лишне будет напомнить: соблюдайте при работе с лазерными указками предельную осторожность — ведь баловство грозит потерей зрения!

Для защиты от излучений практически все комплекты оснащены специальными очками и закрываемыми на ключ чемоданчиками, чтоб никто из посторонних или малых детей не влез и не включил опасный лазер. Актуальный ассортимент на самом популярном и недорогом сайте

AliExpress смотрите по ссылке, там же подробное описание, мы же приводим несколько наиболее интересных моделей.

Самые мощные карманные лазеры в продаже

Указка высокой мощности 10000 МВт 10 Вт

• Материал корпуса: Латунь
• Длина волны: 440-450 нм
• Эффективность преобразования выше 95%
• Рабочий ток: 7 В 1.1 А
• Размер: 360 x 23 мм
• Вес: 800 гр

В комплекте:

• 1 * Синий лазер
• 2 * 26650 литиевая батарея
• 1 * Зарядное устройство
• 1 * Металлический ящик
• 1 * Защитные очки

Синий лазер 500000 мВт 50 Вт

• Лазер X9 карманный 
• Материал корпуса: алюминий
• Длина волны: 440-450 нм
• Мощность: 50000 МВТ
• Рабочий ток: 7 В 2 А
• Питание: 2 ШТ. 18650 АКБ или 2 шт. 16340
• Размер (мм): 24*3*4 СМ (вес 0.47 кг)

Обратите внимание: большинство приборов с Китая не включают в комплект аккумуляторную батарею, так как их запрещается пересылать. Купить нужный тип батареи нужно будет на месте.

Это уже не простые лазерные указки на 0,5 ватта, которыми ещё недавно торговали на китайских площадках. У новых лазерных фонариков возможности куда как более впечатляют: это прожигание бумаги, выжигание по дереву, закуривание сигарет и поджигание спичек не только со стороны серы, но и саму ножку.

Все параметры мощностей приводятся ориентировочно, так как реальный уровень излучения можно узнать только косвенно по току потребления или измеряя его специальным прибором. Часто в фотосете на карточке товара приводится реальное излучение, показанное на спецприборе. В простом случае надо подсчитать мощность потребления (вольты батареи умноженные на амперы тока) и отнять КПД преобразователя 10-20%. Для примера: 7 В х 2 А = 14 Вт. Значит реальная мощность лазера около 10 ватт.

   Светодиоды

elwo.ru

Список самых мощных лазерных установок — Википедия

Это список лазерных систем, на которых была достигнута мощность излучения более 100 ТВт. Все подобные системы основаны на применении технологии усиления чирпованных импульсов (CPA), однако различаются по типу используемых активных сред. Наиболее популярными являются лазеры на неодимовом стекле и на титан-сапфире. Имеются также несколько лазеров, основанных на оптическом параметрическом усилении чирпированных импульсов (OPCPA) в нелинейно-оптических кристаллах DKDP или LBO.

Название лазерной системы	Место расположения	Страна расположения	Год создания	Максимальная мощность, ТВт	Энергия в импульсе, Дж	Длительность импульса, фс	Активная среда[1]	Технология получения излучения
SULF	Шанхайский институт оптики и точной механики	Китай Китай	2007	5408[2]	129,8	24	Ti:Sapphire	CPA
CAEP-PW	Китайская академия инженерной физики	Китай Китай	2017	4900[3]	91,1	18,6	LBO	OPCPA
	Институт науки и техники Кванджу (англ.)	Республика Корея

ru.wikipedia.org

Самый мощный лазер в мире. В России построят самый мощный лазер в мире

Британские и чешские специалисты и разработчики заявили о создании самого мощного в мире лазера. Устройство HiLASE, построенное в лаборатории в пригороде Праги, потенциально принесёт пользу в различных отраслях промышленности и, вероятно, поможет открыть новые рубежи в научной деятельности. RT разбирался, чем примечателен аппарат весом 20 тонн, разработка которого обошлась в $48 млн

Устройство полностью соответствует требованиям нашего дизайна и производительности. Это тип транспортной безопасности! Зеленый лазерный луч, а также лазерную точку можно отрегулировать вручную с помощью фокусировки. Рекомендуется использовать на открытом воздухе, идеально подходит для астрономических, ночью особенно заметны лучи. Зеленый лазерный луч чрезвычайно яркий и видимый до диапазона в 80 километров. Вы можете ломать ленточную резку — спички зажигают воздушные шары и смазывают пластик. Идеально подходит для использования в больших комнатах.

Мал, да удал Британско-чешская группа разработчиков заявила о создании самого мощного лазера в мире. Установка, получившая название Бивой (Bivoj) по имени героя чешского фольклора, способна выдавать излучение мощностью в 1000 Вт. По заявлению создателей устройства, это в 10 раз больше, чем любой другой лазер в мире. Создание аппарата, вес которого составляет 20 тонн, обошлось в 48 миллионов долларов.

Другие приложения: астрономия, фотоника, химия, физика и медицина, научные исследования, промышленность, военные, досуг и развлечения, вещи или другие профессиональные цели. В этом высокотехнологичном указателе излучается зеленый твердотельный лазер с диодной накачкой с удвоением частоты. Цвет зеленого цвета находится в середине цветового спектра и хорошо смотрится для глаза в 20 раз ярче, чем красный. Даже при дневном свете зеленое лазерное пятно оптимально видеть.

Если вы не удовлетворены нашим пакетом, свяжитесь с нами. Родители должны избегать недоступности лазеров для детей. Эти вспышки генерируются электронами, которые ускоряются почти до скорости света. Во-первых, пакеты электронного луча генерируются лазерной бомбардировкой металлической детали, которые затем ускоряются. В ускорителе подземных частиц протяженностью 1, 7 км расположено 96 металлических трубок диаметром около одного метра. В них электроны ускоряются. Когда электроны достигают максимальной скорости в конце ускорителя, они направляются в ряд специальных магнитных устройств, называемых ондуляторами.

Стоит отметить, что мощность импульса, которой удалось добиться на сегодняшний момент учёным, уже достигла 2 петаватт (1 Пвт — это квадриллион, или 1015 Вт). Речь идёт о лазере в Осаке, разработанном японскими исследователями. В техасском Остине есть ещё один петаваттный лазер — он выдаёт 1 ПВт за раз. Закономерен вопрос о том, что позволило сотрудничающим чехам и британцам говорить о новом мировом рекорде.

Это повторяется каждые четыре сантиметра. Из этих ондуляторов — 35, соединенных в ряд более 200 метров. Сверхбыстрые лазерные лазеры заканчиваются в огромном зале. Там образцы могут удерживаться в лазерном луче с помощью робота. Это позволяет вам изменять выборки без необходимости входа в комнату. Для безопасности стены экспериментальной хижины экранированы свинцом.

Рентгеновский лазер создает видимые структуры

Благодаря определенным физическим свойствам свет лазеров, осциллирующих или когерентных в общем режиме, особенно подходит для исследования трехмерной структуры сложных молекул и коллекций атомов. Чем короче светит свет, тем больше можно сделать видимыми структуры. Кроме того, физические, химические и биологические процессы могут регистрироваться лазером в виде быстрых последовательных световых импульсов. Только через это число можно экспериментировать только в Гамбурге.

Дело в том, что импульсные лазеры, к которым в том числе относится и чешский рекордсмен, определённое время накапливают энергию, после чего выдают импульс. Японскому и американскому лазеру нужно довольно много времени на накопление нужного количества энергии.

Как пояснил RT сотрудник Института прикладной физики РАН и автор научно-популярного блога physh.ru Артём Коржиманов, петаваттные лазеры концентрируют относительно небольшую энергию в очень маленький промежуток времени. «Их можно представить себе как удар молотком. Этот супермощный удар они могут совершать редко, может быть, раз в час или два. Из-за этого с ними неудобно работать: он выстрелил, а дальше приходится ждать. Это система, которая работает на пределе возможностей. В некотором смысле у них маленький КПД, при этом выделяется очень много тепла. Весь лазер, его оптические элементы сильно нагреваются. Кроме того, следующий импульс пойдёт несколько иначе, п

levevg.ru

5 самых мощных боевых лазерных установок

Лазерное оружие давно перестало быть элементом научно-фантастической культуры и год за годом все прочнее занимает свое место в военном арсенале. Конечно, мощных лазеров, которые способны разрезать на части звездолеты и здания, пока не изобрели, но многие современные лазерные установки все равно заслуживают особого внимания. О них мы сегодня и поговорим.

Компания Lockheed Martin создает боевой лазерный модуль, мощность которого можно наращивать путем простого добавления новых излучателей. В апреле 2104 года компания произвела и испытала боевой волоконный лазер мощностью 60 киловатт. Установка в будущем войдет в состав боевой машины HEL MD.

Американская компания Boeing производит не только самолеты, но и лазерное оружие для перехвата ракет. Система, установленная на самолете Boeing YAL-1, представляет собой химический лазер и способна уничтожать ракеты и минометные снаряды на расстоянии до 1,5 км даже в сложных погодных условиях.

Лазер КБ «Точного машиностроения им. Нудельмана» — это оружие, предназначенное для поражения оптических приборов и живых сил противника. Лазер работает как сканер: лучи, излучаемые в невидимом для человеческого глаза спектре, сканируют потенциально опасный участок. Как только в поле зрения машины попадает вражеский оптический прибор, по нему наносится удар лазером. Это выжигает не только саму оптику, но нередко и глаза наблюдателя.

Еще одно детище Boeing предназначено для уничтожения дронов, которые за последние пару лет обретают все большую популярность. Компактный аппарат отличается умением наносить повреждения отдельным частям беспилотного модуля (что может быть полезно, если вражеский аппарат нужно не уничтожить, а захватить), правда устанавливать его можно только на неподвижные поверхности.

Израильская лазерная установка Rafael Advanced Defense Systems была создана с целью поражать в полете артиллерийские снаряды. Она способна уничтожить ракеты малой дальности, минометные мины и снаряды при помощи лазерного луча. Этот комплекс может быть использован против боеприпасов на расстоянии до 7 километров.

Устройства, испускающие лазерные лучи, применяют в основном против высокоскоростных снарядов или оптических систем противника. Так, лазерная установка — один из самых надежных способов сбить вражескую ракету или мину еще на подлете, что позволяет свести на нет ее поражающее воздействия. Впрочем, использование в качестве оружия массового наступления не за горами — мало что может сравниться по силе с мощными излучателями, и как только человечество сможет решить вопрос надежного источника энергии, которая будет питать машины в полевых условиях, начнется новая эра военных технологий.

www.popmech.ru

Самый мощный лазер в истории будет готов к 2017 году » Военное обозрение

В современном мире лазеры используются достаточно активно, особенно на бытовом уровне. Разработки боевых лазеров хоть и ведутся, но пока, по всей видимости, все они далеки от идеала и логического завершения. В то же время обыкновенные бытовые лазеры встречаются практически каждый день. Это и обычные кошачьи игрушки, и проигрыватели дисков Blu-Ray. Все мы любим эти лазеры, однако сверхмощный лазер, строящийся по инициативе европейских стран, должен затмить их всех и заставить даже Доктора Зло позеленеть от зависти.

В настоящее время ученые всего мира работают над созданием устройства, которое станет самым мощным лазером в истории человечества. По словам специалистов, самый мощный лазер, из когда-либо созданных, который некоторые уже окрестили «Звездой смерти», позволит ученым сделать большое количество невероятных открытий. Новая лазерная система обязательно найдет свое применение в медицине, биологии, физике, материаловедении. Поможет новый лазер и астрофизикам в изучении различных явлений. К примеру, он даст людям понять, какие именно процессы происходят в пульсарах, коричневых карликах и на экзопланетах. Ученые надеются, что новый лазер позволит им приоткрыть многие тайны вселенной.

Сообщается, что лазерная установка под аббревиатурой HAPLS (High-Repetition-Rate Advanced Petawatt Laser System) будет в 100 раз мощнее разработанной в 1984 году лазерной установки Nova. Лазер HAPLS будет излучать в 100 тысяч раз больше энергии, чем все электростанции мира, вместе взятые. При этом продолжительность его работы составит всего ничтожные доли секунды. Лазер был прозван остряками «Звездой смерти» за свое сходство с лазерным оружием, которое в известной фантастической эпопее «Звездные войны» использовал межгалактический злодей Дарт Вейдер.
ELI-HAPLS laser

Работы над лазером осуществляются в рамках проекта Extreme Light Infrastructure (ELI), его финансировали страны-члены Европейского Союза. При этом в работе над созданием этой сверхмощной лазерной установки принимали участие ученые и эксперты со всего мира. Строится лазер в национальной лаборатории Лоренса Ливермора, которая расположена в США в штате Калифорния. При этом штаб-квартира данного амбициозного проекта расположена в Чехии. Предполагается, что первый запуск новой лазерной установки должен состояться в 2017 году.

Мощность установки HAPLS составит более одного петаватта (10 в пятнадцатой степени ватт). Она будет в состоянии генерировать импульсы длительностью 30 фемтосекунд с энергией 30 МДж. При этом частота следования импульсов лазера составляет 10 Гц, а максимальная интенсивность излучения всей установки — 10 в двадцать третьей степени ватт на квадратный сантиметр. По словам специалистов, это сравнимо с таким уровнем энергии, который можно было бы получить, сфокусировав всю солнечную радиацию на площадке очень небольшого размера 10 на 10 сантиметров. Как если бы вся энергия Солнца вдруг сконцентрировалась в один луч величиной с бутылку. Оказаться под лучом этого лазера в момент его выстрела не рекомендуется никому, в противном случае человек рискует на собственной шкуре ощутить действие, которое «ярче тысячи солнц».

Сообщается, что проект ELI станет первым в мире международным научно-исследовательским центром лазеров. Это делает его своеобразным аналогом знаменитого ЦЕРНа (Европейской организации по ядерным исследованиям), только предназначенным для проведения всевозможных исследований лазеров, отмечает профессор Вольфганг Санднер. Также профессор подчеркнул тот факт, что создание одного из самых мощных в мире лазеров позволит человечеству начать новую эру уникальных научных открытий и исследований для ученных из всех государств мира. Предполагается, что данная система объединит в себе не только все последние разработки Европы, но и остального мира.

Национальная лаборатория Лоренса Ливермора

О возможности совершения новых научных открытий говорит и Константин Хэфнер — физик и менеджер проекта HAPLS. По его словам, ученые достаточно давно занимаются проведением экспериментов с единичными мощными лазерами, но никогда до этого они не имели возможности повторять свои эксперименты со скоростью 10 раз в секунду. По словам ученого, лазерная установка HAPLS в состоянии производить ультракороткие лазерные импульсы, отличающиеся высоким уровнем энергии, необходимые для ускорения заряженных частиц (протоны, электроны или ионы), а также для генерации вторичных источников электромагнитного излучения, к примеру, рентгеновских лучей высокой яркости. Сообщается, что лазерная установка HAPLS будет включать в себя две лазерных системы, соединенных между собой. По имеющейся информации, «Звезда смерти» будет смонтирована на площади около 17 на 4,6 м, еще примерно 4 квадратных метра будет использовано под размещение компрессора лазерного импульса.

В резонаторах лазерной установки HAPLS применяются кристаллы сапфира, активированного титаном. В роли системы управления установкой был выбран усовершенствованный вариант предыдущих разработок инженеров калифорнийской лаборатории. Для уменьшения оптических аберраций в лазере используются деформируемые зеркала и статические корректоры волнового фронта. В конструкцию данной лазерной установки были заложены возможности для осуществления дальнейшей ее модернизации.

Источники информации:
http://www.thg.ru/technews/20140204_173312.html
http://gearmix.ru/archives/8974
http://fedpost.ru/sobytiya/44733-v-2017-godu-zvezda-smerti-sdelaet-svoj-pervyj-vystrel.html

topwar.ru

Самый мощный лазер в мире — Topkin

Содержание

1. Япония, Университет Осаки
2. Шанхай, Институт точной механики и оптики

В детстве любой мальчишка мечтал стать обладателем такого оружия, как лазер. Это считалось одним из наиболее крутых приспособлений, могущее извергать смертоносные лучи. А голливудские фильмы про будущее, где героев просто невозможно представить без подобного аксессуара? А ведь самый мощный лазер в мире сегодня способен поразить воображение не только ребенка, но и взрослого, и его возможности просто безграничны…

С момента создания в 1960 году Робертом Мейманом первого действующего лазера прошло чуть больше 50 лет, а прогресс шагнул вперед огромными шагами. Принцип действия любого лазера — накачка энергии, а затем ее преобразование в поляризованный и узконаправленный поток света с узким интервалом длины. Сегодня такие установки используются для изучения фундаментальных свойств материи, моделирования небольших сверхновых и подконтрольных реакций ядерного синтеза. И чем больше мощность лазера, тем сильнее он воздействует на участок. Ученые пробуют разорвать пространство и увидеть, как ведут себя частицы внутри атома.

Два комплекса претендуют на звание самого мощного лазера в мире.

Япония, Университет Осаки

27 июля 2015 года ученые обновили достижение, заявив, что на 100-метровой установке LFEX (Лазер для экспериментов с низкой инициацией) была достигнута сила в момент пика 2 петаватт.

Эта интенсивность превышает в тысячу раз все энергопотребление на планете, но весь процесс происходит за одну триллионную секунды, поэтому такая невероятная мощность выходит, так сказать, «компактно упакованной». При этом заряд энергии очень мал – 2 кДж (столько потребляет домашний электрочайник за 1 секунду), но фантастически силен за счет ее фокусирования. Весь импульс формируется за миллиардные доли микросекунды и луч света проходит через сложную систему линз, зеркал, компрессоров и транспортеров, расположенных на площади размером с небольшое футбольное поле.

Этой энергии будет недостаточно, чтобы вскипятить стакан воды, а вот на выходе получается кусок солнечной плазмы, расположенной на участке в несколько сантиметров.

Японцы не собираются останавливаться на достигнутом и в ближайшее время собираются увеличить рекорд самого мощного лазера в мире еще в 5 раз, до 10 петаватт.

Шанхай, Институт точной механики и оптики

Здесь еще в 2013 году добились аналогичной мощности в 2 триллиона ватт, только заряд энергии был намного меньше — 72,6 Дж. Этот лазер создали еще в 2007 году и достижения китайцев в этой области не могут не вызывать уважения, другое дело, что они не очень хотят делиться информацией с миром.

Любой мощный лазер обходится в десятки миллионов долларов, но он просто необходим для невероятного числа открытий. Причем, кроме разгадки тайн Вселенной достижения самого мощного в мире лазера можно использовать в медицине, физике и биологии, а также построить будущее человечество без выбросов углерода и ядерных отходов.

topkin.ru