Най-яркият източник на рентгенови лъчи в света с два пъти по-голяма интензивност за изследвания на термоядрения синтез
Този значим стадий беше реализиран посредством съчетание на лазера на National Ignition Facility (NIF) със свръхлеки железни материали.
Изследователи от Националната лаборатория „ Лорънс Ливърмор “ (LLNL) сътвориха най-яркия източник на рентгенови лъчи в света, който надминава два пъти интензивността на предходните сходни източници. Този пробив може да способства за развиването на значими области като проучванията на силата от термоядрения синтез.
За да реализират това основно достижение, откривателите комбинираха два мощни инструмента: лазера на National Ignition Facility (NIF) и свръхлеки железни пенопласти.
Лазерът на NIF, един от най-енергийните лазери в света, е кадърен да излъчва необикновено интензивни светлинни импулси.
Металните пенопласти, въпреки това, са материали с гъбовидна конструкция, съдържащи мрежа от пори, които ги вършат необикновено леки.
Изследователите са избрали среброто за свя железен пенопласт. Избрали са среброто, тъй като силата на рентгеновите лъчи, които металът създава, е обвързвана с неговия атомен номер.
„ Екипът употребява сребро, тъй като искаше да получи рентгенови лъчи с сила, по-голяма от 20 000 електронволта “, изясняват откривателите в известие за пресата.
Структурата на пенопласта играе решаваща роля
Не единствено елементният състав, само че и структурата на пенопласта е от огромно значение за опита.
„ Екипът създаде цилиндрични цели с широчина 4 мм, като употребява матрица и сребърни нановлакна “, се акцентира в известието за пресата.
Когато лазерът на NIF попада върху твърдо парче метал, той нагрява дребна област от повърхността. Порестият темперамент на пенопласта обаче разрешава по-дълбоко навлизане на лазера и следващо нагряване на доста по-голям размер материал.
„ Направихме сребърен пенопласт с компактност към 1/1000 от плътността на твърдото тяло, което не е доста по-високо от плътността на въздуха “, съобщи ученият от LLNL Джеф Колвин.
„ В сходен пенопласт лазерът на NIF нагрява по-голям размер от материала и топлината се популяризира доста по-бързо, в сравнение с в твърдо тяло. Целият цилиндър от пяна се нагрява за към 1,5 милиардни елементи от секундата “, се споделя още в прессъобщението.
Този бърз и просторен развой на нагряване обуславя генерирането на невиждано ярките и мощни рентгенови лъчи. Изследователският екип организира спомагателни опити с промени в плътността на пенопласта, с цел да откри оптималната конструкция за реализиране на оптималната енергийна мощ.
Неочаквани открития в региона на физиката на плазмата
Този нов източник на рентгенови лъчи предлага голям капацитет за научни проучвания. Неговата висока бляскавост и енергийни равнища са изключително подобаващи за обрисуване и разбор на извънредно плътна материя, като да вземем за пример плазмата, генерирана по време на опитите с термоядрен синтез с инерционно задържане.
Инерционният термоядрен синтез, развой, при който се употребяват мощни лазери за нагряване и компресиране на дребна горивна гранула, е обещаващ източник на чиста и изобилна сила. Освен това проучването даде непредвидени сведения за физическите характерности на плазмата.
Противно на догатките за топлинно равновесие, присъщи на доста модели, учените видяха, че тази високоенергийна и високотемпературна железна плазма се отклонява доста от това положение.
Това демонстрира, че електроните, йоните и фотоните в плазмата не са с идентична температура.
„ Занапред това значи, че би трябвало да преосмислим догатките си за преноса на топлината и метода, по който го изчисляваме в тези съответни железни плазми “, заключава Колвин.
Това изобретение има голям капацитет в региона на физиката на плазмата и може да докара до създаването на по-точни модели за инерционен термоядрен синтез.
