Инженеры Национального комплекса лазерных термоядерных реакций США занимаются решением проблем физики плазмы, к примеру, условий, необходимых для нагрева термоядерного топлива дейтерий-тритий до температуры более 100 млн градусов, его сжатия и запуска самоподдерживающейся термоядерной реакции. Прорыв в этой области состоялся в 2022 году, и с тех пор Комплекс неоднократно демонстрировал работоспособность концепции со все возрастающим выходом энергии. Однако одного зажигания для будущей электростанции будет недостаточно. Потребуется еще примерно 15 лазерных импульсов в секунду. Для этого потребуется использовать твердотельные лазеры с диодной накачкой (DPSS), способных производить десятки импульсов в секунду.
Два ведущих центра лазерных технологий, Ливерморская национальная лаборатория (США) и Институт лазерных технологий Общества Фраунгофера (Германия) объединяют усилия для разработки таких лазеров: американцы привносят многолетний опыт в области высокоэнергетических лазерных технологий, а расположенный в Ахене институт поможет с созданием и промышленным масштабированием DPSSL.
Цель проекта ICONIC-FL — максимально детально смоделировать этапы работы высокоэнергетических лазеров, заложив основу для дальнейшего проектирования, говорится в пресс-релизе. В частности, ученые сосредоточились на самом главном: лазерных усилителях, которые разгоняют изначально небольшой лазерный импульс до энергии, необходимой для термоядерного синтеза. В качестве лазерной среды для этой цели используются стопки пластин из лазерного стекла или кристаллов площадью до 40 см х 40 см и толщиной в несколько миллиметров; во время работы они охлаждаются прозрачной охлаждающей средой. Пластины усилителей подвергаются огромному тепловому и оптическому воздействию.
«Круглосуточная работа приводит к нагреву, эффектам преломления и аберрациям, которые могут искажать лазерный луч. Даже самые незначительные, непредсказуемые эффекты здесь имеют существенное значение и приводят либо к снижению эффективности, либо к прямому повреждению оптики. Мы хотим точно понять, что происходит в каждой отдельной пластине, чтобы затем с высокой точностью моделировать сложные пакеты пластин», — объяснил Йоханнес Вайтенберг, руководитель проекта из Института лазерных технологий.
В рамках проекта обе команды объединят свои инструменты моделирования для создания более подробных и реалистичных моделей. Они сравнят и проверят результаты, полученные с помощью отдельных моделей, примененных к одним и тем же конструкциям лазеров, но не будут при этом использовать общий код, чтобы получить более точный и достоверный результат.
Японский стартап Helical Fusion заявил о завершении важных испытаний высокотемпературной сверхпроводящей катушки. Основной компонент коммерческих термоядерных реакторов воспроизвел магнитную среду внутри термоядерного устройства и впервые обеспечил стабильное протекание тока в условиях сверхпроводимости.
