«РОСАТОМ» / АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»

Отделение космических энергосистем

Ядерные энергетические установки, проверенные на работоспособность в космосе.

Лаборатория атомных возбуждений

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:

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

Изучение пространственно-временной структуры пучка излучения ЛЯН на реакторе БАРС-6 методом скоростной видеосъёмки

Регистрация термомеханических деформаций методом скоростной видеосъёмки

Исследование ядерно-возбуждаемой пылевой плазмы

Экспериментальная база

Отделение космических энергосистем