U zatvorenom gradu Sarovu, otprilike 350 kilometara istočno od Moskve, znanstvenici užurbano rade na projektu koji će pomoći da se rusko nuklearno oružje održi operativnim dugo u budućnosti.
Unutar ogromnog objekta, visokog 10 spratova, koji zauzima površinu veličine dva nogometna igrališta, grade ono što je službeno poznato kao UFL-2M ili, kako su ga ruski mediji nazvali, Carski laser. Ako bude dovršen, to će biti laser najveće energije na svijetu, piše Wired.
Simulacija detonacije nuklearne bojeve glave
Visokoenergetski laseri mogu koncentrirati energiju na skupine atoma, povećavajući temperaturu i tlak za pokretanje nuklearnih reakcija. Znanstvenici ih mogu koristiti za simulaciju onoga što se događa kada nuklearna bojeva glava detonira. Stvaranjem eksplozija u malim uzorcima materijala – bilo istraživačkim uzorcima ili malim količinama iz postojećeg nuklearnog oružja – naučnici tada mogu izračunati kako bi se mogla ponašati čitava bomba. Sa starom bojevom glavom mogu provjeriti radi li još uvijek kako je predviđeno. Laserski eksperimenti omogućuju testiranje bez ispuštanja nuklearne bombe.
“To je značajno ulaganje Rusa u njihovo nuklearno oružje”, kaže Jeffrey Lewis s Instituta za međunarodne studije Middlebury u Kaliforniji.
Rusija do sada nije imala visokoenergetski laser
Do sada je Rusija bila jedinstvena među nuklearnim silama po tome što nije imala visokoenergetski laser. SAD imaju svoj National Ignition Facility (NIF), trenutno najenergičniji laserski sustav na svijetu. Njegova 192 odvojena snopa kombiniraju se da isporuče 1,8 megadžula energije. Megadžul nije velika količina — ekvivalentan je 240 kalorija hrane, od odnosno laganom obroku. Ali koncentriranje te energije na malo područje može stvoriti vrlo visoke temperature i tlakove. Francuska također ima svoj Laser Mégajoule, s 80 zraka koje trenutno isporučuju 350 kilodžula, a planiraju do 2026. imati 176 zraka koje isporučuju 1,3 megadžula. Orion laser u Velikoj Britaniji proizvodi 5 kilodžula energije, a kineski laser SG-III, 180 kilodžula.
Ako bude dovršen, ruski Carski laser sve će ih nadmašiti. Poput NIF-a, trebao bi imati 192 zrake, ali s većim kombiniranim izlazom od 2,8 megadžula. Trenutno je, međutim, pokrenuta samo njegova prva faza. Na sastanku Ruske akademije znanosti u prosincu 2022. jedan je dužnosnik otkrio da laser trenutno ima 64 zrake. Njihov ukupni učinak je 128 kilodžula, 6 posto planiranog konačnog kapaciteta. Sljedeći korak bit će njihovo testiranje, rekao je tada taj dužnosnik.
Kod tih lasera vrijedi izraz ‘što veći, to bolji’
“Kada se radi o izradi lasera za izazivanje nuklearnih reakcija, tada vrijedi izraz ‘što veći, to bolji'” – kaže Stefano Atzeni, fizičar sa Sveučilišta u Rimu.
Veći objekti mogu proizvoditi više energije, što znači da se materijali mogu biti podvrgnuti višim temperaturama ili pritiscima ili da se mogu testirati veće količine materijala. Proširenje granica eksperimenata potencijalno daje nuklearnim istraživačima korisnije podatke.
U eksperimentima, ovi laseri eksplodiraju svoje ciljne materijale u visokoenergetsko stanje materije poznato kao plazma. U plinovima, čvrstim tvarima i tekućinama, elektroni su obično čvrsto vezani za jezgre svojih atoma, ali u plazmi slobodno lutaju. Plazme izbacuju elektromagnetsko zračenje, poput bljeskova svjetlosti i x-zraka, te čestice poput elektrona i neutrona.
Laseri zato također trebaju opremu za detekciju koja može zabilježiti kada i gdje se to zbiva. Ova mjerenja zatim omogućuju znanstvenicima da ekstrapoliraju kako bi se ponašala puna bojeva glava, piše Net.hr.