Плазменные лазеры с использованием жестких иониза­торов; реактор-лазер.

Весьма перспективны способы обра­зовании 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. 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 лазерною 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, гелии); трубка имеет на торцах зеркала. При концентрациях порядка может быть достигнута критическая масса ядерного 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 обеспечивается теплоносителем, омывающим эвэлы. Танин образом, возможно создание а каждой трубке-эвэле интенсив­но рекомбинирующей плазмы, накачивающей лазерные переходы в гелии. В результате эвэлы превращаются в излучающие лазерно активные элементы.