Российская Информационная Сеть
English   Контакты
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ
ТОП-дайджест  Хроника  Эксклюзив  Фоторепортажи  Личное мнение  Погода  Комментарии  Поиск  RSS  Интернет-радио  
 Топ 20 сегодня Топ 20 сегодня 
На МКС отправлен космический корабль "Дракон"На МКС отправлен космический корабль "Дракон"
Ирак начал операцию по освобождению Мосула на западеИрак начал операцию по освобождению Мосула на западе
Смерть Ким Чен Нама была заказана северокорейским режимомСмерть Ким Чен Нама была заказана северокорейским режимом
Китай прекращает импорт угля из Северной КореиКитай прекращает импорт угля из Северной Кореи
США развернули авианосец в Южно-Китайском мореСША развернули авианосец в Южно-Китайском море
Район плотины "Оровилл" в Калифорнии превратился в каменоломнюРайон плотины "Оровилл" в Калифорнии превратился в каменоломню
Сгоревшая в Краснодаре многоэтажка построена с грубыми нарушениямиСгоревшая в Краснодаре многоэтажка построена с грубыми нарушениями
В Мюнхене открывается конференция по вопросам безопасностиВ Мюнхене открывается конференция по вопросам безопасности
США опубликовали видео полета российских Су-24 рядом с американским эсминцемСША опубликовали видео полета российских Су-24 рядом с американским эсминцем...
Командующий ВМС Марио Эррера попал в коррупционный скандалКомандующий ВМС Марио Эррера попал в коррупционный скандал
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
Ирак начал операцию по освобождению Мосула на западеИрак начал операцию по освобождению Мосула на западе
Китай прекращает импорт угля из Северной КореиКитай прекращает импорт угля из Северной Кореи
Ученые: Содержание кислорода в океане падаетУченые: Содержание кислорода в океане падает
На МКС отправлен космический корабль "Дракон"На МКС отправлен космический корабль "Дракон"
СМИ: популярные мессенджеры будут работать под закономСМИ: популярные мессенджеры будут работать под законом
Район плотины "Оровилл" в Калифорнии превратился в каменоломнюРайон плотины "Оровилл" в Калифорнии превратился в каменоломню
Ирак начал операцию по освобождению Мосула на западеИрак начал операцию по освобождению Мосула на западе
Ирак начал операцию по освобождению Мосула на западеИрак начал операцию по освобождению Мосула на западе
Дружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройстваДружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройства
Харрисон Форд едва не разбился на своем самолетеХаррисон Форд едва не разбился на своем самолете
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
Новость: 25 августа 09:35: Новый пляжный хитНовый пляжный хит

Новость: 22 июля 09:00: Родион Газманов устроил "Самый яркий день"Родион Газманов устроил "Самый яркий день"


 Заплатим за ваше мнение!
Получайте до 1,5 долларов за каждую заполненную анкету!



 Новости науки и техники Новости науки и техники 
6 апреля, 16:42

Физики готовятся зажечь искусственное Солнце

Новости науки и техники: Физики готовятся зажечь искусственное Солнце
Совсем скоро Солнце можно будет увидеть не только на небе условия, близкие к тем, что существуют внутри светила, физики смоделируют на Земле.

В конце марта завершилось строительство одной из самых мощных лазерных установок современности. С ее помощью физики планируют зажечь в земной лаборатории искусственное Солнце.

Значение такого проекта для плазменной физики можно сравнить со значением Большого адронного коллайдера (БАК) для физики элементарных частиц. Коллайдеру, впрочем, больше повезло с пропагандой: шумиха, поднятая вокруг будущих экспериментов, не улеглась до сих пор, хотя самих работ как таковых еще не было. А вот на лазерной установке NIF (National Ignition Facility), название которой не очень благозвучно переводится на русский как "Национальная зажигательная установка", эксперименты ведутся с 2003 года, когда в строй вступили первые 4 лазера из 192 запланированных. А спектр научных задач, которые предстоит решить с ее помощью, не менее широк, чем у БАКа, и по смелости они также не уступают.

Установка находится в Калифорнии - в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса. Ее уникальность определяется не только поистине небывалыми техническими характеристиками, но и драматической историей, которая затянулась больше чем на десять лет.

В декабре 1996 года министерство энергетики США официально одобрило сооружение NIF в Ливерморе. Работы начались в мае следующего года, и по плану NIF должна была войти в строй в 2003 году. В действительности времени и денег потребовалось гораздо больше, чем предполагалось: изначально стоимость NIF составляла 3,5 миллиарда долларов, но по факту превысила эту сумму на несколько сотен миллионов. В научном сообществе даже возникли споры, стоит ли проект вложенных в него средств. К счастью сторонников NIF, ее удалось отстоять, и в конце января нынешнего года последние элементы конструкции были установлены на свое место.

NIF предстоит стать флагманом среди собратьев. Установка включает 192 лазера (если быть точным - лазерных канала), которые работают в ультрафиолетовом диапазоне с длиной волны 0,351 микрометра (микрометр - одна миллионная метра). Энергия импульса - до 1,8 мегаджоуля, причем вся она выделяется всего в несколько наносекунд (наносекунда - одна миллиардная секунды). Для сравнения: энергия лазера у сегодняшнего "лидера" среди подобных установок OMEGA (Рочестерский университет, США) составляет "всего" 40 килоджоулей, то есть в сорок пять раз меньше. Пиковая мощность NIF составит около 500 тераватт (500 триллионов ватт), что примерно в сто тысяч раз больше, чем мощность крупной электростанции.

Все это необходимо, чтобы, говоря образно, зажечь звезду в земной лаборатории. Если выражаться более научно, то речь идет об изучении с помощью лазера поведения вещества в экстремальных условиях. Каковы эти условия? "Давление до 100 миллиардов атмосфер, температура до 100 миллионов градусов и плотность в 100 граммов на кубический сантиметр, - говорит Эдвард Мозес, один из руководителей программы NIF & Photon Science. - Эти условия есть "внутри" ядерных взрывов, при взрывах сверхновых, а также в термоядерных реакциях, которые служат источником энергии для Солнца и звезд".

Прежде всего с помощью лазера можно изучать поведение вещества при ядерном взрыве - собственно, эти работы и были главной целью NIF, когда ее строительство только планировалось министерством энергетики США. Реальные испытания ядерного оружия запрещены, поэтому для изучения процессов, происходящих при взрывах, ученым приходится пользоваться компьютерными моделями. Как полагают специалисты, данные NIF помогут привести эти модели в большее соответствие с действительностью.

Вторая задача - эксперименты с инерционным удержанием плазмы. Под мудреным названием скрывается один из способов "зажечь" реакцию термоядерного синтеза, подобную той, что протекает внутри звезд. В такой реакции происходит слияние ядер легких элементов в более тяжелые: например, водорода и его изотопов в гелий. При этом высвобождается огромное количество энергии. Повторить процесс в лаборатории, однако, непросто. Ядра, заряженные положительно, отталкиваются друг от друга, и, чтобы заставить их слиться, надо очень сильно сжать и нагреть вещество. Задача нетривиальная: в звездах она реализуется за счет гравитационного притяжения (звезды сжимаются под силой собственной тяжести), но на Земле приходится искать другие способы.

Первый - удержать плазму магнитным полем. Такая схема используется, например, в токамаках. Из них наиболее известен проект реактора ITER, который сейчас совместными усилиями нескольких стран строится в Кадараше (Франция). Но есть и другой способ - попробовать импульсно нагреть порцию термоядерного топлива, причем время нагрева и сжатия должно быть настолько мало, чтобы плазма не успела разлететься и внутри нее пошел процесс термоядерного "горения". Фактически речь идет о микровзрыве. Такой процесс, в общем, был реализован в водородной бомбе, а теперь перед физиками стоит другая задача - сделать его управляемым.

Лазеры, весьма точно фокусирующие излучение, тем самым увеличивая его мощность, уже давно рассматривались как потенциальные инструменты для инерционного удержания плазмы. В теории все выглядит более или менее просто: мишень с топливом необходимо равномерно обжать со всех сторон, чтобы внутри пошла реакция синтеза. Но на деле все гораздо сложнее.

Для поджига прежде всего необходима необычайно большая энергия. NIF - первая установка, которая теоретически способна "зажечь" термоядерный синтез. Но дело не только в лазере. Как оказалось, сжать термоядерное топливо непросто. Первая приходящая в голову идея - ударить лучом по самой мишени - не годится, так как очень сложно добиться равномерности сжатия. А как только сжатие пойдет неравномерно, реакция сразу угаснет.

Физики решили обойти проблему с двух сторон. В лазерных установках, и в NIF в том числе, лазер должен "бить" не в мишень, а в стенки бокса-хольраума - специальной камеры размером 9 миллиметров в высоту и 5 - в длину, где находится мишень. В результате стенки начинают испускать поток рентгеновского излучения. Кроме этого, важна конструкция мишени. Для экспериментов на NIF будут использоваться полые шарики из бериллия диаметром 2 миллиметра, на внутренние стенки которых нанесена смесь дейтерия и трития - тяжелых изотопов водорода. Рентгеновское излучение, заполняющее хольраум, "испаряет" бериллиевую оболочку - происходит микровзрыв. Оболочка разлетается наружу, и при этом по закону сохранения импульса внутренняя смесь сжимается и нагревается, причем настолько сильно и быстро, что в образовавшейся плазме начинается термоядерная реакция.

Эксперименты по инерционному удержанию на NIF должны начаться в 2010 году, когда, как планируется, установка выйдет на полную мощность. По оптимистичному прогнозу Эдварда Мозеса, первая реакция, в которой количество выделенной энергии превысит количество вложенной, произойдет уже в 2013 году. А дальше исследователей ждет долгий путь к полноценному термоядерному реактору.

Впрочем, даже если цель и не будет достигнута, задачи лазера не исчерпываются только этим: возможности NIF открывают совершенно невиданные перспективы для астрофизических исследований, поскольку позволяют воссоздать с той или иной степенью приближения процессы, происходящие около черных дыр и внутри планет-гигантов, на ударных волнах от взрывов сверхновых звезд и гамма-всплесков. Исследователи планируют приоткрыть загадки еще одного важнейшего процесса Вселенной - синтеза тяжелых элементов. Таковыми считаются все элементы тяжелее железа, поскольку именно здесь пролегает раздел между элементами, которые появляются в реакциях синтеза внутри обычных звезд, и теми, что рождаются в более экстремальных условиях - внутри массивных звезд и при взрывах сверхновых, когда плотность и температура повышаются в миллионы раз. Если разобраться, как появляются тяжелые элементы во Вселенной, то можно понять, как сформировалась и эволюционировала Земля.

По словам Брюса Ремингтона, сотрудника Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, NIF открывает новую эпоху в физике высоких энергий и плотностей. Однако NIF не единственная - буквально "в затылок" американской установке дышит французский проект. В 2010 году должно завершиться строительство Laser Megajoule, который располагается около Бордо. Параметры этой установки сходны с параметрами американской. Более того, Европа намеревается шагнуть дальше - уже одобрен проект HiPER, в котором будет реализована другая, усовершенствованная система лазерного поджига мишени.

Наша страна также участвует в этом процессе: в Российском федеральном ядерном центре - ВНИИЭФ в Сарове планируется строительство лазерной установки "Искра-6", которая будет работать в том же, что и NIF, диапазоне ультрафиолетового света, но с немного меньшей энергией - около одного мегаджоуля. Разработан концептуальный проект, а в 2001 году при участии ведущих российских институтов уже был запущен базовый модуль будущей установки - четырехканальная установка "Луч". А это значит, что ближайшие десятилетия обещают стать исключительно интересными для физики плазмы.
[Читать все комментарии] [Напечатать новость]
http://www.itogi.ru
  Комментарии к новости 
[Добавить комментарий]

Комментариев к этой новости пока нет. Добавьте первым свой комментарий!
[Добавить комментарий]
 Хроника новостей: Новости науки и техники Хроника новостей 
50-летие отмечает подземная Баксанская обсерватория

8 февраля 16:57
В Мордовии ученые научились выращивать искусственные кристаллы карбида кремния

7 февраля 16:48
Телескоп Хаббл запечатлел смерть звезды

7 февраля 12:31
Астрономы нашли причины загадочно быстрого движения Галактики

1 февраля 10:51
Астероид BH30 прошел на жутко близком расстоянии от Земли

31 января 13:23
Ученые обнаружили 40 неизвестных науке астероидов

26 января 16:20
На дорогах России в скором времени появятся беспилотные грузовики

23 января 11:30
НАСА: Мы не готовы к столкновению астероида с Землей

15 декабря 13:35
Морская авиация получила первый арктический Ми-8

23 ноября 16:11
Япония создаст искусственные метеоры

24 октября 12:54
Зонд Mars Lander готов для посадки на Красную планету

19 октября 14:02
NASA успешно запустила ракету "Антарес"

18 октября 10:41
На Колыме ученые тестируют оборудование для космодрома Восточный

12 октября 16:32
На спутнике Юпитера извергается шлейф водяного пара

27 сентября 10:55
Авиаконструкторы впервые показали новейший двигатель

16 сентября 15:21
Ученые доказали, что жизнь была занесена из космоса

14 сентября 16:07
Международный военно-технический форум открылся в России

6 сентября 15:20
Ученые провели 365 дней в Марс-среде

29 августа 12:02
Авиазавод сдает уже сотый по счету Су-34

19 августа 14:16
Ученые обнаружили пятую фундаментальную силу Вселенной

17 августа 11:02
Россия представит новый быстроходный теплоход

16 августа 17:07
Ученые построят новый космический телескоп "Спектр-РГ"

9 августа 17:03
Ученые впервые в мире синтезировали искусственное золото

8 августа 16:54
Обновленный бронеавтомобиль "Тигр" впервые показали журналистам

5 августа 16:17
Ученые получили новые данные планеты Юпитера

28 июля 11:14
Китай завершил строительство самого большого в мире гидросамолета

25 июля 12:00
Телескоп Meerkat открыл тысячи новых галактик

18 июля 12:55
Ракета Falcon 9 стартовала в космос

18 июля 11:52
На Марсе обнаружены дюны с точками и тире

13 июля 11:10
Космический корабль "Союз МС" стартовал к МКС

7 июля 14:07
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 >> 936
 Главная новость дня Главная новость дня 
На МКС отправлен космический корабль "Дракон" На МКС отправлен космический корабль "Дракон"
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Пора ли продавать акции Apple? Пора ли продавать акции Apple?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
В США умер муж Селин Дион
У мужа Полины Гагариной умер отец
Шепелева обвинили во лжи
Галустян объяснил причину сорванных спектаклей
Канье Уэст принял на себя роль визуального художника
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
Новость: На МКС отправлен космический корабль "Дракон"На МКС отправлен космический корабль "Дракон"
 
Новость: Ирак начал операцию по освобождению Мосула на западеИрак начал операцию по освобождению Мосула на западе
 
Новость: Смерть Ким Чен Нама была заказана северокорейским режимомСмерть Ким Чен Нама была заказана северокорейским режимом
 
Новость: Китай прекращает импорт угля из Северной КореиКитай прекращает импорт угля из Северной Кореи
 
Новость: США развернули авианосец в Южно-Китайском мореСША развернули авианосец в Южно-Китайском море
 
  Copyright © RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ