Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 344

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

Profesoři laserové fúze - Bruecker a Siegel

O soukromém úsilí v oblasti termojaderné fúze jsme již psali vícekrát. O prvním „soukromníkovi“ zatím ani jednou. Poslyšte příběh, který měl dva konce. Dobrý a špatný. Vůbec prvními fúzními podnikateli byli Americký fyzik Keith Brueckner a podnikatel Kip Siegel.

Den otevřených dveří na MatFyz

dne 21.11.2019 pořádá Matematicko-fyzikální fakulta UK tradiční Den otevřených dveří. Připravuje opět bohatý program, který probíhá po celý den v budově Matfyzu na Malostranském náměstí 25. Mnoho inspirativního nabídne také učitelům fyziky, matematiky či informatiky.

Vakuum jako na měsíci

Specialitou české pobočky firmy Edwards jsou přístroje pro oblast vědeckého vakua. Firma z Lutína jimi zásobuje celý svět. Díky vývěvám fungují nejpřesnější elektronové mikroskopy na světě či supersilné vědecké lasery.

Kvůli milované vědě se nestačil ani oženit

Pokud zalovíme v paměti a vzpomeneme si na školní léta, určitě se nám vybaví v hodinách chemie používaný laboratorní plynový kahan, nesoucí jméno jednoho z největších vědců 19. století, profesora Roberta Bunsena.

Chytré budovy v ohrožení

Čtyři z deseti počítačů řídících automatické systémy chytrých budov byly v prvním pololetí tohoto roku vystaveny nějakému druhu kybernetického útoku. Toto zjištění přináší společnost Kaspersky ve svém přehledu hrozeb zacílených na chytré budovy.

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