Аннотация: Проведено расчетно-теоретическое исследование формы отражающей поверхности зеркала с переменной кривизной (variable curvature mirror, VCM) и различным распределением толщины по радиусу зеркала. Предложено аналитическое выражение для распределения толщины и проведена оценка отклонения формы отражающей поверхности VCM с таким распределением от параболической формы в сравнении с известными в литературе экспоненциальным и циклоидным профилями толщины. Показано, что использование предлагаемого распределения толщины позволяет существенно уменьшить сферическую аберрацию, а также повысить качество формы отражающей поверхности VCM в диапазоне фокусных расстояний 50 – 500 м. Предполагается, что такая конструкция VCM может быть использована в оптической системе для резки металлических конструкций лазерным излучением.

Ключевые слова: зеркало переменной кривизны, переменная толщина, упругая деформация, лазерная резка металлоконструкций.

Аннотация: Сегодня перспективные разработки в области управляемого лазерного термоядерного синтеза (ЛТС) направлены на создание энергетической установки для массового производства криогенных топливных мишеней (КТМ) и их частотной доставки в зону облучения мощным лазером. Для обеспечения непрерывной работы реактора ЛТС необходимо пополнение топливом зоны термоядерного горения с частотой ∼1 млн КТМ в день. При этом работа с массивом бесподвесных КТМ на всех этапах замкнутого операционного цикла является ключевым требованием при разработке реакторных технологий. Первый этап в производстве КТМ – это заполнение полых сферических оболочек топливом, представляющим собой дейтерий или дейтерий-тритиевую смесь. Оболочки для КТМ изготавливаются из полимера, стекла, бериллия или углерода высокой плотности. В мировой практике принято осуществлять этап заполнения либо методом диффузии газообразного топлива через стенку оболочки КТМ, либо инжектировать жидкое топливо через тонкий капилляр (диаметром в несколько мкм), встроенный в стенку оболочки. Последний метод крайне проблематичен для будущих применений, поскольку нарушает целостность и симметрию оболочки, а также исключает возможность частотной подачи КТМ в фокус лазера с помощью инжекции. На основе данных многих экспериментальных циклов нами представлены результаты по оптимизации системы диффузионного заполнения, впервые созданной в ФИАНе для заполнения массива бесподвесных полимерных и стеклянных оболочек (диаметр 0.8 – 2.0 мм) изотопами водорода до давлений 1000 атм при 300 K. Представленные результаты уникальны и не имеют аналогов в мире.

Ключевые слова: лазерный термоядерный синтез, криогенная топливная мишень, массив оболочек, диффузионная система заполнения, водородное топливо.

Аннотация: Приведены результаты исследования пиролиза таблетированных образцов угля марки 2Б в среде аргона под действием лазерных импульсов (1064 нм, 14 нс, 6 Гц, 0.2 – 0.5 Дж/см²). Результатом лазерного воздействия на образцы угля является их абляция и образование газообразных продуктов H₂, CH₄, CO, CO₂ и C₂H₂. Зависимость выхода образующихся газообразных продуктов от плотности энергии лазерных импульсов описывается в рамках модели цепного механизма развития термохимических реакций, инициируемых лазерным излучением. Величина аблированной массы образцов линейно возрастает с увеличением плотности энергии излучения при превышении порогового значения, H > 0.2 Дж/см².

Ключевые слова: импульсный лазер, уголь, пиролиз, абляция, газообразные продукты, цепные реакции.