Nova (láser)

Nova es un láser  superpoderoso que existió en el Laboratorio Nacional de Livermore ( EE . UU .) desde 1984 hasta 1999 . El objetivo principal de su uso era realizar pruebas de fusión termonuclear inercial (ITS). Con este láser en 1996, por primera vez [1] en el mundo, se logró una potencia de salida de petavatios [2] . La potencia máxima recibida de 1,5 PW = 1,5⋅10 15 W , alcanzada en 1999 [3] , siguió siendo un récord para todos los sistemas láser durante mucho tiempo [4] , hasta que se demostró un láser de 2 PW en China en 2013 [5] . Tras la finalización de las obras, Nova fue sustituida por el sistema NIF .

Bloque principal

Se utilizó vidrio de neodimio como medio amplificador en el láser , cuya radiación se convirtió en el tercer armónico (longitud de onda 351 nm ). Se utilizaron lámparas de xenón como bombeo . En total, el láser contenía diez canales de generación. Los valores típicos de las características de los pulsos láser eran una energía del orden de 40 kJ con una duración de pulso del orden de 2,5 ns , lo que proporcionaba una potencia de 16 TW en cada línea. Esta radiación se utilizó para irradiar las paredes internas del hohlraum, en cuyo centro se colocó un objetivo termonuclear. En las paredes, la radiación se convirtió en el rango de rayos X , que irradió uniformemente el objetivo, provocando la ablación de la sustancia de su superficie. Como resultado, se ejerció una enorme presión sobre las capas internas del objetivo , lo que provocó la compresión y el calentamiento de la sustancia necesaria para iniciar la reacción termonuclear [6] .

Línea de petavatios

En 1992, se propuso construir una línea eléctrica de petavatio con el objetivo de utilizarla para el llamado "encendido rápido" del objetivo. En 1993, se asignó dinero para este proyecto. Se decidió crear un esquema híbrido: primero se generaba radiación en titanio-zafiro , y luego se amplificaba en vidrio de neodimio. Para conseguir la potencia de los petavatios se utilizó la tecnología de amplificación de pulsos chirp , que ya permitía en ese momento alcanzar un nivel de potencia de 100 TW. La principal dificultad fue la creación de espejos de difracción para el compresor. Inicialmente, se supuso que esto requeriría el desarrollo de tecnología para crear espejos dieléctricos multicapa , pero los experimentadores lograron crear espejos metálicos que aseguraban una duración de pulso de 0,5 ps . La primera serie de experimentos preparatorios con el nuevo sistema tuvo lugar en diciembre de 1994, la segunda, en marzo de 1995. El sistema fue finalmente lanzado en mayo de 1996, dando un pulso láser con una potencia de 1,25 PW en la salida [1] . Más tarde, el esquema se mejoró ligeramente, lo que permitió obtener un récord de 1,5 PW en un haz con una energía de pulso de 660 J y una duración de 440 fs . El haz era de buena calidad y, al enfocar, alcanzaba una intensidad >7⋅10 20 W/cm² [3] .

Véase también

Notas

  1. 12Michael Perry . Cruzando el Umbral de Petavatios (enlace no disponible) . Laboratorio Nacional de Livermore (diciembre de 1996). Consultado el 5 de enero de 2011. Archivado desde el original el 15 de septiembre de 2012.  
  2. Deanna M. Pennington y otros. Sistema láser de petavatio  (inglés)  // Proc. SPIE . - 1997. - vol. 3047 . - Pág. 490 .
  3. 1 2 M. D. Perry et al. Pulsos láser de petavatio  (inglés)  // Optics Letters . - 1999. - vol. 24 , núm. 3 . - pág. 160-162 .
  4. A. V. Korzhimanov, A. A. Gonoskov, E. A. Khazanov , A. M. Sergeev . Horizontes de sistemas láser de petavatio  // UFN . - 2011. - T. 181 . - S. 9-32 .
  5. Yuxi Chu et al. Sistema láser de zafiro Ti:zafiro de 2,0 petavatios de alto contraste  (inglés)  // Optics Express . - 2013. - Vol. 21, núm. 24 . - P. 029231. - doi : 10.1364/OE.21.029231 .
  6. Ted Perry, Bruce Remington. Nova Laser Experiments and Stockpile Stewardships (enlace no disponible) . Laboratorio Nacional de Livermore (septiembre de 1997). Consultado el 5 de enero de 2011. Archivado desde el original el 7 de junio de 2011.