Amerykanie mają najpotężniejszy laser na świecie. Do czego można go wykorzystać?

Wyobrażacie sobie popkulturę bez broni laserowej? Hana Solo, biegającego podczas bitwy o Endor z garłaczem albo Marsjanina Marvina, planującego eksterminację Ziemi za pomocą dwururki? Tworzenie potężnych narzędzi zagłady nie jest jednak wyłączną domeną bohaterów filmów i kreskówek. Naukowcy z amerykańskiego National Ignition Facility (NIF) strzelają z najpotężniejszego lasera na świecie. Po co?

Laser, który często kojarzymy z jakimś stosowanym przez ufoków pistolecikiem, w przypadku NIF imponuje rozmiarem. Na przestrzeni odpowiadającej trzem boiskom futbolowym w ciągu dwunastu lat zbudowano urządzenie, w którym 192 niezależne wiązki ultrafioletowego światła, po przebyciu około kilometra zbiegają się w jednym punkcie.

Dzięki temu na powierzchni około dwóch milimetrów przez miliardową część sekundy udało się skupić moc 500 terawatów. 500 bilionów watów to około 1000-krotnie więcej, niż w danym momencie zużywają całe Stany Zjednoczone.

Zadaniem naukowców nie jest jednak ustanawianie nowych rekordów, ale coś znacznie bardziej praktycznego. Celem wiązek światła jest kapsułka zawierająca 150 mikrogramów izotopów wodoru (deuteru i trytu). Potraktowanie jej laserem powoduje implozję. Musi być ona na tyle silna, by doprowadzić do połączenia jąder atomowych, które z powodu dodatniego ładunku elektrycznego się odpychają. W wyniku uruchomionej w ten sposób syntezy jądrowej planuje się pozyskać 10 do 100 razy więcej energii, niż wykorzystano podczas uruchomienia lasera.

Celem tych doświadczeń jest doprowadzenie do kontrolowanej fuzji jądrowej. Wykorzystanie jej w energetyce sprawi, że czysta i tania energia nie będzie wówczas jedynie mrzonką - przestaniemy martwić się o odpady radioaktywne, Fukushimy i Czarnobyle czy produkcję dwutlenku węgla. Brzmi świetnie, a zatem musi być w tym haczyk. I jak łatwo przewidzieć, jest. To, co w teorii brzmi bardzo prosto, w praktyce jest na razie świętym Graalem fizyków jądrowych.

Aby produkcja energii w taki sposób miała sens, laser musiałby strzelać w kapsułki z deuterem i trytem kilka razy na sekundę. Ten, który kosztem wielu miliardów dolarów zbudowali Amerykanie, jest w stanie strzelić raz na kilka godzin.

Mniejsze ograniczenia będzie miał laser, tworzony w ramach europejskiego projektu HiPER (High Power laser Energy Research), jednak jego budowa zakończy się nie wcześniej niż około 2020 roku. Doświadczenia, zebrane przy konstruowaniu tych urządzeń nie pójdą jednak na marne - zostaną wykorzystane do zbudowania LIFE (Laser Inertial Fusion Energy) - urządzenia, zdolnego do strzelania z częstotliwością 15 razy na sekundę.

Korzyści z nowego lasera ma za to amerykańska armia. W wyniku międzynarodowych porozumień obowiązuje ją zakaz prowadzenia prób jądrowych, więc do opracowywania nowej broni i testowania kondycji starszych głowic może używać co najwyżej symulacji komputerowych. Ponieważ strzał w kapsułkę z trytem i deuterem inicjuje miniaturową eksplozję termojądrową, amerykańska armia, od lat uczestnicząca w finansowaniu projektu, zyskała sprzęt do prowadzenia prób bez naruszania międzynarodowych umów.

Źródło: Popular Science • Gazeta Wyborcza • Wikipedia • Energetyka Jądrowa • HiPER Laser