Плазменные лазеры с использованием жестких ионизаторов; реактор-лазер.

Весьма перспективны способы образования рекомбинирующей плазмы, основанные на использовании жестких ионизаторов — пучка быстрых электронов, вводимого извне в холодный плотный газ, или осколков деления атомных ядер, образующихся внутри работающего ядерного реактора [69]. В первом случае речь идет об электронно-пучковом плазменном лазере, во втором — о плазменном лазере с ядерной накачкой или, иначе говоря, о реакторе-лазере. Импульсные плазменные лазеры работают на свободно рекомбинирующей плазме, возникающей после обрыва ионизирующего импульса разряда и быстрого последующего охлаждения электронов плазмы. Плазменные лазеры с использованием жестких ионизаторов могут работать на стационарно переохлажденной плазме, в которой может непрерывно поддерживаться инверсия. Остановимся подробнее на проекте плазменного лазера, называемом реактором-лазером.

Известно, что энергия, выделяющаяся внутри ядерного реактора в результате деления ядер урана или плутония, есть в основном кинетическая энергия «ядерных осколков». Эти осколки представляют собой многократные ионы. Осколки-ионы разлетаются с большими скоростями в сравнительно холодной среде и могут быть использованы для создания интенсивно рекомбинирующей плазмы. Тем самым возможно осуществление прямого преобразования ядерной энергии в энергию когерентного оптического

излучения (по «цепочке»: кинетическая энергия осколков деления, энергия плотной высокоионизованной плазмы, энергия лазерного излучения).

Принципиальная схема реактора-лазера представляется довольно простой. Это есть набор параллельно расположенных трубок — энерговыделяющих элементов (сокращенно эвэлов), омываемых теплоносителем. Каждая трубка-эвэл заполнена смесью из газообразного соединения урана (например, гексафторида урана и лазерно активного компонента (например, гелия); трубка имеет на торцах зеркала. При концентрациях порядка может быть достигнута критическая масса ядериого горючего, т. е. могут быть обеспечены условия существования цепной реакции деления ядер урана. Концентрация гелия должна составлять примерно в таком плотном газе осколки-ионы будут эффективно ионизировать гелий в трубках радиуса не менее 1 см. Охлаждение плазмы обеспечиваетси теплоносителем, омывающим эвэлы. Таким образом, возможно создание в каждой трубке-эвэле интенсивно рекомбинирующей плазмы, накачивающей лазерные переходы в гелии. В результате эвэлы превращаютси в излучающие лазерно активные элементы.