Nga lắp đặt laser mạnh nhất thế giới

Quá trình xây dựng laser Tsar UFL-2M mới cực mạnh đang diễn ra đúng tiến độ và hệ thống sẽ đạt công suất tối đa trong vòng 4 - 5 năm nữa.

Sau khi hoạt động đầy đủ, UFL-2M sẽ có công suất lên đến 4,6 megajoule (MJ). So với nó, laser của Cơ sở đánh lửa quốc gia thuộc Phòng thí nghiệm Lawrence Livermore ở Mỹ, nơi đã lập kỷ lục thế giới về công suất năng lượng laser vào tháng 10/2023, đạt công suất 2,2 MJ, tạo ra công suất hữu ích là 3,4 MJ năng lượng nhiệt hạch. Pháp cũng có laser mạnh tương tự. Cơ sở laser Mégajoule của Pháp ở ngoại ô Bordeaux có công suất năng lượng lên tới 2 MJ.

Nga lắp đặt laser mạnh nhất thế giới
Buồng tương tác của laser UFL-2M. (Ảnh: Viện nghiên cứu khoa học vật lý thí nghiệm Nga).

UFL-2M bao gồm 192 chùm laser 0,53 micron (với năng lượng tạo bởi một laser neodymium thể rắn), được đồng thời vào buồng tương tác hình cầu từ mọi phía. Buồng 120 tấn có đường kính 10m, bao phủ bởi hợp kim nhôm dày 100 mm. Hội trường laser của cơ sở dài 130 m, được xây với nền móng đặc biệt chắc chắn để ngăn ảnh hưởng từ động đất. Cơ sở cũng có phòng vô trùng rộng 16.000m². Tổng chi phí của dự án vào khoảng 485 triệu USD.

Ý tưởng về hệ thống laser UFL-2M ra đời vào cuối thập niên 1980 sau khi xây dựng hệ thống laser Iskra-5 12 kênh mang tính đột phá. UFL-2M được phát triển nhằm mục đích thực hiện các thí nghiệm quy mô lớn về phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát bằng cách kìm giữ plasma quán tính. Module đầu tiên của UFL-2M đi vào hoạt động năm 2020 và các nghiên cứu hữu ích bắt đầu vào năm 2021 và 2022.

"Chúng tôi đã hoàn thiện công nghệ, vật lý và mô hình vật lý, triển khai giai đoạn đầu tiên của nền tảng vật lý liên quan đến hệ thống kỹ thuật của laser Tsar UFL-2M. Tôi nghĩ trong vòng 4 - 5 năm tới, hệ thống này có thể hoạt động ở công suất tối đa và tạo ra kết quả", tiến sĩ Valentin Kostyukov cho biết trong một cuộc phỏng vấn.

Cùng với triển vọng đạt phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát để tạo ra năng lượng sạch, giấc mơ của các nhà khoa học trên toàn thế giới trong nhiều thập kỷ, laser Tsar còn có nhiều ứng dụng tiềm năng khác, bao gồm mô hình hóa các quá trình tại thời điểm xảy ra vụ nổ hạt nhân, khiến nó trở nên hữu ích đối với nghiên cứu vũ khí nhiệt hạch mới.

Hệ thống laser này cũng có thể hỗ trợ nghiên cứu đột phá trong lĩnh vực vật lý mật độ năng lượng cao, cụ thể là nghiên cứu đặc tính của vật chất ở trạng thái cực hạn, bao gồm áp suất và nhiệt độ siêu cao, đặc trưng trong các vụ nổ mạnh. Điều đó có thể giúp ích cho nghiên cứu về quá trình xảy ra bên trong Mặt Trời và nhiều ngôi sao khác.

Nga là quốc gia tiên phong và dẫn đầu trong lĩnh vực công nghệ laser. Các nhà khoa học Liên Xô Valentin Fabrikant, Alexander Prokhorov, Nikolai Basov và Zhores Alferov đã nghĩ ra, phát triển và xây dựng các công nghệ laser đầu tiên trên thế giới vào những năm 1950 và đầu thập niên 1960.