Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 355

Asterix v Praze
aneb laserový systém PALS (Prague Asterix Laser System)

V roce 1998 se do Prahy z Garchingu u Mnichova přesunul jeden z nejvýkonnějších laserových systémů v Evropě, jodový laser Asterix IV.

Fotogalerie (4)
Ilustrační foto

V areálu Ústavu fyziky plazmatu České akademie věd byla pro laser, který Češi díky vstřícnosti německé strany získali za symbolickou jednu marku, vystavěna nová třípatrová budova.

Jak bydlí laser...

V jejím přízemí je umístěno technologické zázemí (zejména mohutné baterie kondenzátorů), v prvním patře je samotná laserová hala a o patro výše klimatizační systém, který po celý rok udržuje stálou teplotu v hale s odchylkou max. 0,1°C – to proto, že dráha svazku je velmi dlouhá a vlivem teplotních odchylek by došlo ke zkracování a naopak roztahování optických lavic, což by „rozhodilo“ přesně nastavený systém zrcadel, filtrů a ostatních optických prvků. V laserové hale je také velice čisto – pracovníci musí nosit zvláštní kombinézy kvůli udržení nízké koncentrace prachových částeček.

A jak to vlastně funguje...

Vlastní podstata není příliš složitá. Potřebujete dvě zrcadla – jedno se 100% odrazivostí, druhé řekněme s 80%, mezi ně umístíte aktivní prostředí (rubínový krystal, který byl použit při konstrukci prvního laseru vůbec, nebo vhodnou směs plynu, jako u laseru Asterix IV) a něco, čím do jednotlivých elektronů v aktivním prostředí uskladníte energii – třeba ultrafialové výbojky. Když s nimi bliknete na aktivní prostředí, energie světelného záření se předá elektronům aktivního prostředí (to se nazývá excitace) a ty vyskočí na vyšší energetickou hladinu. Tam ovšem samozřejmě nevydrží věčně a při přechodu na původní úroveň získanou energii zase vyzáří ve formě fotonu. Ten při své cestě prostředím naráží do dalších a dalších elektronů a přidává jejich energii ke své. Na konci dopadne buď na 100% zrcadlo, odrazí se zpět a opět se zesiluje, nebo (při letu na druhou stranu) s určitou pravděpodobností projde druhým, 80% zrcadlem ven.
Přesně takto funguje i laser Asterix IV. Jeho aktivním prostředím je směs perfluoralkyljodidu a k excitaci jsou využity UV výbojky plněné xenonem. Na začátku trasy se nachází tzv.
oscilátor. Ten poskytne sérii pulsů, z nichž je vybrán jeden a ten je veden dále do systému, kde se v sérii pěti zesilovačů zesiluje až na požadovanou energii. Průměr svazku po průchodu posledním zesilovačem je 30 cm! To je proto, aby energie byla rozložena na větší plochu a nedošlo k poškození drahé optiky.

Co Asterix IV umí...

Laser je schopen při výstřelu poskytnout energii až 1200 J v pulsu o délce cca 400 ps (1 pikosekunda je 10-12 s – tedy kdyby se jedna ps roztáhla na 1 sekundu, minuta by trvala asi 2 miliony let). Protože je puls takto krátký, jeho výkon může dosáhnout až 3 bilionů wattů a po zmenšení až na desítky mikrometrů dopadá na kovový terčík, umístěný ve vzduchoprázdné interakční komoře. Část terčíku se změní v plazma a to je možné dále studovat – můžeme se dozvědět něco o podmínkách, panujících v nitru hvězd, nebo využít sloupeček plazmatu jako zdroj rentgenovského záření.
Badatelské centrum PALS je otevřeno vědcům z celé Evropy a dá se očekávat, že jeho význam dále poroste.

Jan Knytl
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Co s bateriemi?

Minulý týden jsme oslavili Mezinárodní den baterií. Spojujeme dva příspěvky - jeden domácí a jeden zahraniční, abychom také trochu přispěli k osvětě kolem baterií a akumulátorů. V první polovině roku 2019 se ve světě prodalo více než jeden milion elektromobilů, ...

Max Born - teoretik a filozof kvantové mechaniky

S obdobím rozkvětu atomové fyziky ve dvacátých letech minulého století na proslulé univerzitě v německém dolnosaském městě Göttingenu (Georg-August-Universität) je významně spjato jméno německo-britského matematika a fyzika židovského původu Maxe Borna, ...

Kufřík matematických záhad

Historie matematiky se klene přes celá tisíciletí, učí se ji a používají lidé na celé planetě. Nezabránil tomu ani Codex Justinianus, sbírka všech zákonů a nařízení východořímského císaře Justiciána I, podle kterého „Zavrženíhodné umění matematické jest zakázáno především“.

Studenti postavili trikoptéru připomínající vosu

Měří jen 40 centimetrů, ale rozhodně ji nepřehlédnete. Trikoptéru Elektra, kterou na českobudějovické Vysoké škole technické a ekonomické (VŠTE) postavili studenti Jan Večerek a Tomáš Szendrei, pohánějí tři opravdu velmi hlasité rotory.

Bohatá diagnostika tokamaku ITER

Jak se obsluha tokamaku dozví, co se děje uvnitř vakuové komory v plazmatu? Prostředníkem mezi plazmatem a obsluhou budou, jako v každém tokamaku, nejrůznější diagnostiky. Vyhodnocovací zařízení obsadilo celé levé křídlo Trojbudoví (Tokamak Complex).

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail