Тягу цього термоядерного двигуна створюють альфа-частинки, які утворюються у результаті впливу на ізотоп бору потужних ультракоротких лазерних імпульсів.

Технологію представив фізик Джон Чепмен з Дослідного центру НАСА Ленглі на симпозіумі по керованому термоядерному синтезі SOFE 2011, який нещодавно завершився у Чикаго (США).

Термоядерну реакцію повинен ініціювати комерційно доступний лазер, що використовується в лабораторних експериментах. За допомогою техніки посилення модульованих імпульсів (CPA) щільність потоку його випромінювання підвищиться приблизно до 2×10¹⁸ Вт/см², частота буде сягати 75 Мгц, а довжина хвилі складе 1^-10 мікрон.

Лазер буде впливати на двошаровий елемент діаметром близько 20 см. Перший шар, що складається із провідної металевої фольги товщиною від 5 до 10 мікронів, служить прискорювачем протонів, які потрапляють на другий шар — плівку з бору-11. Коли протони, енергія яких становить приблизно 163 тис. електрон-вольт, зіштовхуються з ядром бору, формується ядро вуглецю. Воно відразу розпадається на альфа-частинку (гелій-4) і ядро берилію, а останнє у свою чергу утворює ще дві альфа-частинки.

Схема отримання альфа-часток в результаті лазерної дії на композит з

металевої фольги та борної плівки (NASA Langley Research Center)

Сумарна енергія трьох альфа-частинок становить 8,7 млн електрон-вольт. Електромагнітні сили відправляють їх у ту ж сторону, куди спрямований лазерний промінь, і вони в результаті вилітають із сопла двигуна, створюючи тягу.

Кожний лазерний імпульс вивільняє близько 100 тис. альфа-частинок. Зрозуміло, не всі вони вийдуть із сопла, але навіть при 50-відсотковій ефективності 40 мг борного палива дадуть гігаджоуль енергії, свідчать розрахунки пана Чепмена.

Реакція термоядерного синтезу (NASA Langley Research Center)

Головною перевагою цієї схеми перед іншими керованими термоядерними реакціями, які теоретично можуть застосовуватися в ракетних двигунах, є її анейтронний характер. Це значить, що на долю нейтронів припадає не більше 1% від загального обсягу вивільненої енергії, тоді як в інших випадках (наприклад, при реакції дейтерій + тритій) нейтронна радіація може складати до 80%. Таким чином, відпадає необхідність у захисті від іонізуючого випромінювання та системах перетворення кінетичної енергії нейтронів у теплову енергію.

Звучить це, звичайно, красиво, але, як визнає сам автор технології, до її реалізації на практиці хоча б у стінах лабораторії (не говорячи вже про випробування такого двигуна в космосі) нас відокремлює як мінімум десятиліття.

За матеріалами: science.compulenta.ru