Задачи лаборатории
- Экспериментальные и теоретические исследования в области прямого преобразования ядерной энергии в лазерное излучение, физики ядерно-возбуждаемой плазмы и лазеров с ядерной накачкой (ЛЯН).
- Поиск новых эффективных газовых лазерно-активных сред для ЛЯН.
- Синтез и исследование характеристик конденсированных лазерно-активных сред, в том числе урансодержащих.
- Экспериментальное и теоретическое исследование ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы.
- Участие в создании и экспериментальное исследование лазерных характеристик демонстрационного энергетического макета (ОКУЯН) на Стенде «Б».
- Экспериментальное обоснование технических предложений по применению мощных лазерных систем с накачкой от импульсных ядерных реакторов.
Принцип ядерной накачки лазеров
Лазер с ядерной накачкой – это лазер, в котором возбуждение и создание инверсии в специальной лазерно-активной среде осуществляется продуктами ядерных реакций. Наиболее перспективным видится использование в качестве источника энергии осколков деления тяжелых ядер.
Принцип работы лазера с накачкой осколками деления показан на рисунке:
![1 – поток нейтронов; 2 – осколки делений; 3 – слой U-235; 4 – лазерно-активная среда; 5 – оптические окна; 6 – «глухое» зеркало; 7 – выходное зеркало; 8 – лазерный пучок. Принцип работы лазера с накачкой осколками деления](/images/okes/nlfr/2.png)
Нейтроны из запального реактора, проходя через лазерно-активный элемент (ЛАЭЛ), вызывают деления урана-235, нанесенного на внутреннюю поверхность ЛАЭЛа. Осколки деления, попадая в лазерно-активную среду, создают рекомбинационно неравновесную ядерно-возбуждаемую плазму и инверсию лазерных уровней. Запасенную в среде энергию можно вывести из лазерно-активного элемента с помощью специальной оптической системы, состоящей из "глухого" и выходного зеркал (т.н. лазерный генератор с ядерной накачкой).
Отдельные результаты
Синтез и исследование характеристик конденсированных лазерно-активных сред
В лаборатории атомных возбуждений в группе под руководством д.ф.-м.н. Серёгиной Елены Андреевны проводятся исследования люминесценции трёхвалентных ионов редкоземельных элементов (РЗЭ) в неорганических жидкостях при оптической накачке. Изучаются такие спектрально-люминесцентные характеристики ионов РЗЭ, как интенсивность люминесцентных f–f переходов, положение максимумов и ширина полос люминесценции, время жизни возбужденных состояний и другие. Все эти характеристики зависят от состава жидкой среды. Исследования группы д.ф.-м.н. Серёгиной Е.А. направлены на поиск эффективных жидкостных активных сред нового типа для мощных прокачных лазеров с диодной накачкой, которые используются в таких областях, как промышленные и информационные технологии, медицина и изучение состояния окружающей среды. Публикации по теме.
Диагностика оптических неоднородностей в ЛАЭЛ методом зондирования активной среды ЛЯН. Высокоскоростная съемка процесса трансформации пучка зондирующего лазера
![Диагностика оптических неоднородностей в ЛАЭЛ методом зондирования активной среды ЛЯН.](/images/okes/nlfr/3.jpg)
Изучение пространственно-временной структуры пучка излучения ЛЯН на реакторе БАРС-6 методом скоростной видеосъёмки
![Изучение пространственно-временной структуры пучка излучения ЛЯН на реакторе БАРС-6 методом скоростной видеосъёмки.](/images/okes/nlfr/4-1.jpg)
Регистрация термомеханических деформаций методом скоростной видеосъёмки
![Регистрация термомеханических деформаций методом скоростной видеосъёмки.](/images/okes/nlfr/5.jpg)
![Конструкция гелий-кадмиевого ЛАЭЛа. 1 - ЛАЭЛ с урановым покрытием, 2 - керамический теплоизолятор, 3 - тепловой экран, 4 - дистанционирующая труба, 5 - полиэтиленовый замедлитель, 6 - ТЭНы, 7- внутренняя газоотводная трубка, 8 - навеска кадмия, 9 - коллекторное кольцо ТЭНов, 10 - торцевой узел, 11 - радиатор, 12 - воздуховод, 13 - экран Конструкция гелий-кадмиевого ЛАЭЛа.](/images/okes/nlfr/6.jpg)
Исследование ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы
![Пылевая спираль (протонный пучок) Исследование ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы.](/images/okes/nlfr/7_1.jpg)
![Изображение вихревого образования монодисперсных частиц диаметром 1,87 мкм в воздухе (источник Cf-252). Исследование ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы](/images/okes/nlfr/7_2.jpg)
![Кристаллизация пылевой структуры (протонный пучок). Исследование ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы.](/images/okes/nlfr/7_3.jpg)
![Пылевое облако (источник Cf-252). Исследование ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы.](/images/okes/nlfr/7_4.jpg)