Какое нынче состояние дел по лазерному термояду.

 
+
-
edit
 

Alexeyy

втянувшийся


Хотелось бы ознакомиться с последними достигнутыми параметрами. Главным образом меня интересует продолжительность лазерных импульсов, плотность потока излучения в них, начальный размер мишени, конечный. Ссылочек нет ни у кого по этому делу?
Также хотелось бы узнать каков размер камеры сгорания и принцип подачи топливных капсул.
Заранее спасибо, Алексей.
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Если интересует именно текущее состояние дел - поищите, например, на NOVA.

А если основные потребные параметры - могу накидать.
Кстати, интересует вообще инерйиальный термояд, или именно лазерный?
 

Alexeyy

втянувшийся
Fakir> Если интересует именно текущее состояние дел - поищите, например, на NOVA.
Fakir> А если основные потребные параметры - могу накидать.
Fakir> Кстати, интересует вообще инерйиальный термояд, или именно лазерный? [»]

Да, интересуют, в основном, "основные потребные" упомянутые выше параметры в случае лазерного термояда. Т.е., главным образом, такие параметры, как продолжительность лазерных импульсов, плотность потока излучения в них, начальный размер мишени, конечный, количество лазеров (Также хотелось бы узнать каков размер камеры сгорания и принцип подачи топливных капсул и кпд лазеров). А также сколько чего (например, мощности лазерного излучения) не хватает для достиженияположительного выхода энергии.
Да, вот уточнение вопроса: хотелось бы ознакомиться с наиболее лучшими достигнутными параметрами в случае лазерного термояда с «прямым» сдавливанием. Т.е. когда лазерное излучение от нескольких лазеров светит непосредственно на топливную капсулу (со всех сторон).
Вы не знаете, на сколько важную негативную роль играет то, что лазерное излучение сдавливает поверхность неравномерно? Мне интересно узнать на сколько бы улучшился результат, если бы поверхность обсвечивалась лазерами не в дискретных "точках", а равнорасспределённым по поверхности топливной капсулы потоком. Эта первая чать вопроса, а вторая - равнорасспределённым потоком и ещё конически сходящимся к её центру?

П.С. Что такое NOVA?
П.С. 1 Если у Вас есть какая-нибудь обзорная статейка по сравнительному анализу различных вариантов термояда - скиньте тоже пожалуйста.
lesha74rambler.ru
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Alexeyy
Т.е., главным образом, такие параметры, как продолжительность лазерных импульсов,
 


Для обеспечения адиабатического обжатия мишени оптимальной считается длительность 1-10 нс.

плотность потока излучения в них,
 


Плотность мощности на мишени должна быть 1014-1015 Вт/см2.

начальный размер мишени, конечный,
 


Ну зависит от... Может быть от полумиллиметра до миллиметров. Обжимается мишень в тысячи раз (т.е. размер по радиусу меняется раз в 10).

Также хотелось бы узнать каков размер камеры сгорания
 


Ну несколько метров где-то... Для реакторов должны быть где-то десятки метров.

и принцип подачи топливных капсул
 


Шут его знает... Попробуйте найти книгу Мозеса и Дюдерштадта "Инерциальный термоядерный синтез", что-то около 1984 г. Может, там есть.

и кпд лазеров)
 


На неодимовом стекле - вроде десятые доли процента или меньше. Про лазеры современных установок - не знаю. Необходимый кпд - около 10%.

Да, вот уточнение вопроса: хотелось бы ознакомиться с наиболее лучшими достигнутными параметрами в случае лазерного термояда с «прямым» сдавливанием.
 


Не знаю точно, поройте инет на "Нову".

П.С. Что такое NOVA?
 


NOVA - американская установка лазерного ин. УТС непосредственного облучения, наиболее мощная из существующих. Стоит также поискать NIF - National Ignition Facility (200-канальный лазер, мощность импульса 1,8*106 Вт, длительность импульса 10-8 с, лазер на второй гармонике неодима - это проектные цифры, не знаю, как на данный момент обстоят дела).

Вы не знаете, на сколько важную негативную роль играет то, что лазерное излучение сдавливает поверхность неравномерно?
 


Очень важную. Неоднородность облучения не должна превышать единиц процентов, иначе все насмарку.

Мне интересно узнать на сколько бы улучшился результат, если бы поверхность обсвечивалась лазерами не в дискретных "точках", а равнорасспределённым по поверхности топливной капсулы потоком.
 


Так она освещается не в точках, а пятнами, поток распределяют весьма равномерно.

Собственно, более прогрессивный подход - т.н. хольраумы, это специальная капсула, в которую помещают мишень, задача капсулы в том, чтобы при нагреве её внутренней поверхности она обеспечила равномерное облучение мишени мягким рентгеном.

Эта первая чать вопроса, а вторая - равнорасспределённым потоком и ещё конически сходящимся к её центру?
 


А вот этого я не понял...

П.С. 1 Если у Вас есть какая-нибудь обзорная статейка по сравнительному анализу различных вариантов термояда - скиньте тоже пожалуйста.
 


Вроде где-то была, но не сравнительная, а просто обзораня, но с ходу не нашел.

 
+
-
edit
 

Alexeyy

втянувшийся
Fakir>
и принцип подачи топливных капсул
 

Fakir> Шут его знает... Попробуйте найти книгу Мозеса и Дюдерштадта "Инерциальный термоядерный синтез", что-то около 1984 г. Может, там есть.

Читал. Нету.

Fakir>
Вы не знаете, на сколько важную негативную роль играет то, что лазерное излучение сдавливает поверхность неравномерно?
 

Fakir> Очень важную. Неоднородность облучения не должна превышать единиц процентов, иначе все насмарку.

А что будет, если неравномерность освещения (обжатия) будет ещё значительно меньше? Например, десятая или сотая доля процента. Не скакнёт ли весьма значительно от этого результат?

Fakir>
Эта первая чать вопроса, а вторая - равнорасспределённым потоком и ещё конически сходящимся к её центру?
 

Fakir> А вот этого я не понял...

Это значит, что лучи нагревающего мишень светового патока будут не параллельны друг другу, а сходиться конусов в точку-центр мишени. Точно также, как сходятся параллельные лучи после прохождения фокусирующей линзы. Т.е. мне хотелось бы узнать на сколько улучшились бы параметры, если бы удалось получить такой сходящийся поток? Почему такой поток не делают с помощью линз? Тогда проблема равномерности сжатия, как мне кажется, иссчезла бы. Техически сложно линзы наверно сделать или тогда размер камеры слишком маленький был бы?
 

ing

втянувшийся

Добрый день.
Это значит, что лучи нагревающего мишень светового патока будут не параллельны друг другу, а сходиться конусов в точку-центр мишени. Точно также, как сходятся параллельные лучи после прохождения фокусирующей линзы. Т.е. мне хотелось бы узнать на сколько улучшились бы параметры, если бы удалось получить такой сходящийся поток? Почему такой поток не делают с помощью линз? Тогда проблема равномерности сжатия, как мне кажется, иссчезла бы. Техически сложно линзы наверно сделать или тогда размер камеры слишком маленький был бы?
 

здесь имеется пучек причин связанный с технологией лазерного излучения.
1. Пучки конечно фокусируют, однако пятно не может быть сколь угодно малым. Даже при абсолютно идеальном исходном потоке излучения существует предел сходимости-дифракционная расходимость.
2. Линзы для фокусировки скорее не используются. В лазерной оптике используют зеркала. Дело в том, что отражение зеркал на уровне 0,99 и выше, а при поглощении даже долей процента ув линзах тепло их "искревит" или "убъет" (зеркала легче термостатировать).
3. Есть предел и по пробою при фокусировке.
ing

 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Alexeyy
Читал. Нету.
 


Хм... странно

А что будет, если неравномерность освещения (обжатия) будет ещё значительно меньше? Например, десятая или сотая доля процента. Не скакнёт ли весьма значительно от этого результат?
 


Нет, не скакнет. Даже и незначительно практически не скакнет. Однородность нужна, чтобы мишень "не поменяла форму", чтобы неустойчивости не пошли - раз они не возникают (единицы процентов однородности это обеспечивают), то дальше уже проблемы чисто энергетические.

Это значит, что лучи нагревающего мишень светового патока будут не параллельны друг другу, а сходиться конусов в точку-центр мишени.
 


Да тоже по большому счету роли не сыграет. Особенно в свете применения хольраумов.
 

Alexeyy

втянувшийся
Fakir> Alexeyy
Fakir>
Читал. Нету.
 

Fakir> Хм... странно
[/QUOTE]
Во всяком случае не помню, чтоб там об этом было.

Fakir> [QUOTE]
Fakir>
А что будет, если неравномерность освещения (обжатия) будет ещё значительно меньше? Например, десятая или сотая доля процента. Не скакнёт ли весьма значительно от этого результат?
 

Fakir> Нет, не скакнет. Даже и незначительно практически не скакнет. Однородность нужна, чтобы мишень "не поменяла форму", чтобы неустойчивости не пошли - раз они не возникают (единицы процентов однородности это обеспечивают), то дальше уже проблемы чисто энергетические.
Fakir>
Это значит, что лучи нагревающего мишень светового патока будут не параллельны друг другу, а сходиться конусов в точку-центр мишени.
 

Fakir> Да тоже по большому счету роли не сыграет. Особенно в свете применения хольраумов. [»]

Понятно, а что такое хольраумы?
 

Alexeyy

втянувшийся
ing> Добрый день.
ing>
Это значит, что лучи нагревающего мишень светового патока будут не параллельны друг другу, а сходиться конусов в точку-центр мишени. Точно также, как сходятся параллельные лучи после прохождения фокусирующей линзы. Т.е. мне хотелось бы узнать на сколько улучшились бы параметры, если бы удалось получить такой сходящийся поток? Почему такой поток не делают с помощью линз? Тогда проблема равномерности сжатия, как мне кажется, иссчезла бы. Техически сложно линзы наверно сделать или тогда размер камеры слишком маленький был бы?
 

ing> здесь имеется пучек причин связанный с технологией лазерного излучения.
ing> 1. Пучки конечно фокусируют, однако пятно не может быть сколь угодно малым. Даже при абсолютно идеальном исходном потоке излучения существует предел сходимости-дифракционная расходимость.
[/QUOTE]

Да, но не ужто не удалось никак линзой сфокусировать площади в 1 квадратный миллиметор? А в лазерном термояде с не прямым сдавливанием (а плазмой от стенок камеры) требования к степени фокусировки должны быть ещё меньше, на сколько понимаю.

ing>
ing> 2. Линзы для фокусировки скорее не используются. В лазерной оптике используют зеркала.
 


Правильно ли Вас понял, что в лазерной оптике для фокусировки используются зеркала? Меня смущает то, каким способом лазерное излучение можно сфокусировать зеркалами. Вы лишь предположили или точно знаете, то для фокусировки используют зеркала?

ing>
Дело в том, что отражение зеркал на уровне 0,99 и выше, а при поглощении даже долей процента ув линзах тепло их "искревит" или "убъет" (зеркала легче термостатировать).
 


Всётаки я не представляю себе как могли фокусировать лазерное излучение без линзы. Может для лазерного термояда используют линзы из специальногоочень мало поглощающего вещества?

ing>
ing> 3. Есть предел и по пробою при фокусировке.
 

Да, линзы имеют ряд недостатков.

ing> ing [»]

Спсибо за статью!
 

ing

втянувшийся

Добрый день.
Для лазерного термояда используют импульсные лазеры лазеры с длиной волны из видимого спектра. Конечно пятно в один мм здесь не фокус. Нужно знать сколько надо интенсивности на ед. площади. Фокусировка для больших интенсивносте делается зеркалом, это как я указал определяется технологией
(точность изготовления поверхности должна быть лучше 1/2 длины волны, отражение 0.99..., термостатирование и т. д.) на линзах этого не получить.
Я исхожу из своего опыта работы с мощными газовыми лазерами и думаю, что здесь я точен.
ing
 
EE Татарин #19.01.2005 11:12
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Fakir> Нет, не скакнет. Даже и незначительно практически не скакнет. Однородность нужна, чтобы мишень "не поменяла форму", чтобы неустойчивости не пошли - раз они не возникают (единицы процентов однородности это обеспечивают), то дальше уже проблемы чисто энергетические.

Если честно - не совсем понятно... То есть, это можно понимать так, что проблем с неустойчивостями нет, все обжимается аккуратно, заморочка лишь в том, что прогреть не получается - энергия мала?
Это так?

Так почему тогда просто не берут капсулу с меньшей плотностью/размерами?
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин
Если честно - не совсем понятно... То есть, это можно понимать так, что проблем с неустойчивостями нет, все обжимается аккуратно, заморочка лишь в том, что прогреть не получается - энергия мала?
Это так?
 


Ну да, именно так. Только проблемы, строго говоря, не с энергией, а с мощностью. Очень быстро энергию сбросить надо (и с определенным профилем!), темпа не хватает.

Так почему тогда просто не берут капсулу с меньшей плотностью/размерами?
 


От плотности как таковой сильно ничего не зависит, по идее (ну разве что совсем в тонкостях). Важна общая масса мишени. А если взять совсем мелкую мишень - ну, допустим, зажжем мы её, а толку? От размеров ведь зависит, окупит ли термоядерное энерговыделение нагрев мишени. Т.е. может и можно получить так термоядерный микровзрыв, но у такой методики энергетических перспектив нет, а для военных надобностей - тоже не очень интересно, есть и другие методики, так что лучше уж делать по уму.

 
EE Татарин #19.01.2005 11:45
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★☆
Fakir> Татарин
Fakir>
Если честно - не совсем понятно... То есть, это можно понимать так, что проблем с неустойчивостями нет, все обжимается аккуратно, заморочка лишь в том, что прогреть не получается - энергия мала?
Fakir> Это так?
 

Fakir> Ну да, именно так. Только проблемы, строго говоря, не с энергией, а с мощностью. Очень быстро энергию сбросить надо (и с определенным профилем!), темпа не хватает.

То есть - проблема с формированием импульса?
Но я правильно понимаю, что "брутал форс" в виде тупого увеличения энергии тут все же может помочь?

Fakir>
Так почему тогда просто не берут капсулу с меньшей плотностью/размерами?
 

Fakir> От плотности как таковой сильно ничего не зависит, по идее (ну разве что совсем в тонкостях). Важна общая масса мишени.
Тут плотность/размеры стоят как величины определяющие массу. :)

Fakir> А если взять совсем мелкую мишень - ну, допустим, зажжем мы её, а толку? От размеров ведь зависит, окупит ли термоядерное энерговыделение нагрев мишени.

Вопрос хитрый. Если малую мишень можно зажечь малым (имеющимся) лазером - то отчего бы и нет?
С другой стороны, вот в Штатах сейчас городят, вроде, лазер на мегаджоуль... это ж что за мишень надо им запалить, чтобы иметь хотя бы энергетическую окупаемость?

офф: а не заглянешь еще раз в топик про "инерциальный термояд"? Сорри, конечно, за навязчивость.
...А неубитые медведи делили чьи-то шкуры с шумом. Боюсь, мы поздно осознали, к чему всё это приведёт.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Alexeyy
Во всяком случае не помню, чтоб там об этом было.
 


Гляньте еще разок, думаю, должно все же быть, они там о реакторных проработках немало страниц исписали... Кстати, немного удивлен, что после М.-Д. вы спрашиваете про необходимые мощности и т.д. - там же все это есть.

Еще можете поискать книжку по лазерному (именно лазерному, без примеси других, типа ионных или электронных пучков) термояду Бракнера и Джорна, название сейчас не вспомню (у меня она есть, но куда-то задевал) - она старовата, чуть не конец 70-х, зато авторы - авторитеты в данной области.

Понятно, а что такое хольраумы?
 


См. Недосеева (кстати, очень солидный товарищ). Там, правда, картинки не очень, но все расписано.

А в лазерном термояде с не прямым сдавливанием (а плазмой от стенок камеры) требования к степени фокусировки должны быть ещё меньше, на сколько понимаю.
 


Что значит "сдавливание плазмой от стенок камеры, а не прямое"? Про такое впервые слышу.

 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин
То есть - проблема с формированием импульса?
 


Ну насколько я понимаю, не что бы это был какой-то камень преткновения, но тем не менее форма должна соблюдаться. Т.е. нельзя собрать миллиард лазерных указок и поджечь ими мишень :D

Но я правильно понимаю, что "брутал форс" в виде тупого увеличения энергии тут все же может помочь?
 


Ага, так именно этим и занимаются. Просто это тоже немаленькая проблема - увеличить этот форс. Мало того, что лазерные системы и так агромадные и дорогушшие, так ведь ведь излучение еще нужно развести по сотне каналов, да с нужной синхронностью (импульс-то ведь коротенький) - та еще задачка.

Вопрос хитрый. Если малую мишень можно зажечь малым (имеющимся) лазером - то отчего бы и нет?
 


Во-первых, тут надо определить с тем, что означает "зажечь". Если получили, скажем, 1014 нейтронов - зажгли мы мишень или нет? Ведь нейтронные-то вспышки получают, реакции идут - но коэффициент выгорания ионов не больше 10-4.

С другой стороны, вот в Штатах сейчас городят, вроде, лазер на мегаджоуль... это ж что за мишень надо им запалить, чтобы иметь хотя бы энергетическую окупаемость?
 


Энерговыделение, необходимое для реактора - до 10 000 МДж (считается, нужно Q~100 для инерциальных систем). Очень нехреновый такой взрыв. В Штатах, конечно, городя еще не реактор, ну там вероятно сотни МДж.

офф: а не заглянешь еще раз в топик про "инерциальный термояд"? Сорри, конечно, за навязчивость.
 


Загляну, конечно. Пока слегка мозгую. Не все понятно, "нутром чую, что литра будет, а сказать стесняюсь".

 
ing> Добрый день.
ing> Для лазерного термояда используют импульсные лазеры лазеры с длиной волны из видимого спектра. Конечно пятно в один мм здесь не фокус. Нужно знать сколько надо интенсивности на ед. площади. Фокусировка для больших интенсивносте делается зеркалом, это как я указал определяется технологией
ing> (точность изготовления поверхности должна быть лучше 1/2 длины волны, отражение 0.99..., термостатирование и т. д.) на линзах этого не получить.
ing> Я исхожу из своего опыта работы с мощными газовыми лазерами и думаю, что здесь я точен.
ing> ing [»]

Так всё же как, просвятите пожалуйста, зеркалом, в принципе, можно сфокусировать?
А на счёт трудности с пробоем в линзе ... - в самом веществе лазера, которое накачивают, эту проблему же обошли? Почему бы не обойти её и для линз?
А на счёт точности изготовления поверхности ... - в Хабле же, хотя как я только предпологаю, добились же как-то лучше чем половины длинны волн?

 
+
-
edit
 
Fakir> Alexeyy
Fakir>
Во всяком случае не помню, чтоб там об этом было.
 

Fakir> Гляньте еще разок, думаю, должно все же быть, они там о реакторных проработках немало страниц исписали... Кстати, немного удивлен, что после М.-Д. вы спрашиваете про необходимые мощности и т.д. - там же все это есть.

Да, у меня цифры эти есть. Но книжка - старая (оценки могли измениться).

Fakir> Еще можете поискать книжку по лазерному (именно лазерному, без примеси других, типа ионных или электронных пучков) термояду Бракнера и Джорна, название сейчас не вспомню (у меня она есть, но куда-то задевал) - она старовата, чуть не конец 70-х, зато авторы - авторитеты в данной области.

К сожалению у меня такой в библиотеке нет.

Fakir>
Понятно, а что такое хольраумы?
 

Fakir> См. Недосеева (кстати, очень солидный товарищ). Там, правда, картинки не очень, но все расписано.
Fakir>
А в лазерном термояде с не прямым сдавливанием (а плазмой от стенок камеры) требования к степени фокусировки должны быть ещё меньше, на сколько понимаю.
 

Fakir> Что значит "сдавливание плазмой от стенок камеры, а не прямое"? Про такое впервые слышу. [»]

Вероятно термин "прямое здавливание" нигде не используется в том смысле, который в него вложил я. Но чуть Вы, наверно, должны знать.Она состоит в том, что светят лазером не на мишень, а, грубо говоря, на внутреннюю поверхность цилиндра, внутри которого рассположена капсула. Испарения с его поверхности и сдавливают капсулу.
 
KG [Alexeyy] #21.01.2005 06:24
+
-
edit
 
Fakir> Мало того, что лазерные системы и так агромадные и дорогушшие, так ведь ведь излучение еще нужно развести по сотне каналов

Мне казалось - используют множество лазеров, а не разводят излучение от одного, разводя по каналам.

 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Да, у меня цифры эти есть. Но книжка - старая (оценки могли измениться).
 


Такие, можно сказать, фундаментальные вещи обычно уже не меняются.

Вероятно термин "прямое здавливание" нигде не используется в том смысле, который в него вложил я. Но чуть Вы, наверно, должны знать.Она состоит в том, что светят лазером не на мишень, а, грубо говоря, на внутреннюю поверхность цилиндра, внутри которого рассположена капсула. Испарения с его поверхности и сдавливают капсулу
 


Вы описали хольраум (про который можно почитать у Недосеева), но напутали. Да, цилиндр-хольраум разогревают, но мишень обжимают вовсе не испарения с поверхности хольраума, а мягкий рентген, испускаемый поверхностью.

Мне казалось - используют множество лазеров, а не разводят излучение от одного, разводя по каналам.
 


Лазеров, конечно, несколько, но в современных мощных установках типа той же "Новы" их, ЕМНИП, два-три. А от них излучение разводится по каналам (200 лазеров насовать вокруг камеры - слишком сложно). Собственно, лазеры для этих целей и называются многоканальными.
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru