Большая Советская Энциклопедия (ЛА)

  Термоядерный синтез. С помощью Л. и. возможно осуществление реакции термоядерного синтеза. Для этого необходимо образование чрезвычайно плотной и горячей плазмы с температурой, в случае синтеза ядер дейтерия, ~ 10⁸ К. Для того чтобы энерговыделение в результате реакции превышало энергию, вложенную в плазму при её нагреве, необходимо выполнение условия:

  nt ³ 10¹⁴ см^-3сек,

  где n — плотность плазмы, t — время её существования. Для коротких лазерных импульсов это условие выполняется при очень высоких плотностях плазмы. При этом давление в плазме столь велико, что её магнитное удержание практически невозможно. Возникающая вблизи фокуса плазма разлетается со скоростью ~ 10⁸ см/сек. Поэтому t — время, за которое сгусток плотной плазмы ещё не успевает существенно изменить свой объём (время инерционного удержания плазмы). Для осуществления термоядерного синтеза длительность лазерного импульса t_л, очевидно, не должна превышать t. Минимальная энергия лазерного импульса E при плотности плазмы n = 5×10²² см^-3 (плотность жидкого водорода), времени удержания t = 2×10^-9 сек и линейных размерах плазменного сгустка 0,4 см должна составлять: E = 6×10⁵ дж. Однако эффективное поглощение света плазмой в условиях её инерционного удержания и выполнение условия nt ~ 10^-14 имеет место лишь для определённых длин волн l:

  l_кр > l > (l_кр/),

  где l_кр — критическая длина волны для плазмы с плотностью n (см. Плазма). При n = 5×10²² см^-3 l лежит в ультрафиолетовой области спектра, для которой пока не существует мощных лазеров. В то же время при l = 1 мкм (неодимовый лазер) даже для n = 10²¹ см^-3, соответствующей l_кр, получается трудно осуществимое значение минимальной энергии E = 10⁹ дж. Трудность ввода энергии Л. и. видимого и инфракрасного диапазонов в плотную плазму является фундаментальной. Существуют различные идеи относительно её преодоления, среди которых представляет интерес получение сверхплотной горячей плазмы в результате адиабатического сжатия сферической дейтериевой мишени реактивным давлением плазмы, выбрасываемой с поверхности мишени под действием Л. и.

  Впервые высокотемпературный нагрев плазмы Л. и. был осуществлен при оптическом пробое воздуха. В 1966—67 при плотности потока Л. и. ~ 10¹²—10¹³ вт/см² было зафиксировано рентгеновское излучение от плазмы лазерной искры, имеющей температуру ~ 1—3×10⁶ К. В 1971 при облучении твёрдой сферической водородосодержащей мишени Л. и. с плотностью потока до 10¹⁶ вт/см² была получена плазма с температурой (измеренной по рентгеновскому излучению) 10⁷ К. При этом наблюдался выход 10⁶ нейтронов за импульс. Полученные результаты, а также имеющиеся возможности увеличения энергии и мощности лазеров создают перспективу получения с помощью Л. и. управляемой термоядерной реакции.

  Химия резонансно-возбуждённых молекул. Под действием монохроматического Л. и. возможно селективное воздействие на химические связи молекул, что позволяет избирательно вмешиваться в химические реакции синтеза, диссоциации и процессы катализа. Многие химические реакции сводятся к разрушению одних химических связей в молекулах и созданию других. Связи между атомами обусловливают колебательный спектр молекулы. Частоты линий этого спектра зависят от энергии связи и массы атомов. Под действием монохроматического Л. и. резонансной частоты отдельная связь может быть «раскачана». Такая связь легко может быть разрушена и заменена другой. Поэтому колебательно возбуждённые молекулы оказываются химически более активными (рис. 4).

  С помощью Л. и. можно осуществить разделение молекул с разным изотопным составом. Эта возможность связана с зависимостью частоты колебаний атомов, составляющих молекулу, от массы атомов. Монохроматичность и высокая мощность Л. и. позволяют избирательно возбуждать на преддиссоциационный уровень молекулы только одного изотопного состава и получать в продуктах диссоциации химические соединения моноизотопического состава или сам изотоп. Т. к. число диссоциированных молекул данного изотопного состава равно числу поглощённых квантов, то эффективность метода по сравнению с другими методами изотопов разделения может быть высокой.

  Перечисленные эффекты не исчерпывают всех физических явлений, обусловленных действием Л. и. на вещество. Прозрачные диэлектрики разрушаются под действием Л. и. При облучении некоторых ферромагнитных плёнок наблюдаются локальные изменения их магнитного состояния, что может быть использовано при создании быстродействующих переключающих устройств и элементов памяти ЭВМ. При фокусировке Л. и. внутри жидкости имеет место так называемый светогидравлический эффект, позволяющий создавать в жидкости высокие импульсные давления. Наконец, при плотностях потока излучения ~ 10¹⁸—10¹⁹ вт/см² возможно ускорение электронов до релятивистских энергий. С этим связан целый ряд новых эффектов, например рождение электронно-позитронных пар.