Exails Lazer Teknolojisi Füzyon Enerjisi Araştırmalarını İlerletiyor

İnsanlık, sınırsız temiz enerjiyi kullanmanın eşiğinde duruyor ve yüksek enerjili lazer teknolojisi kritik bir katalizör görevi görüyor. Kontrollü nükleer füzyon arayışında, bilim insanları sürekli olarak lazer yeteneklerinin sınırlarını zorluyor. Bu makale, atalet hapsi füzyonunda ve ışık-madde etkileşimi araştırmalarında yüksek enerjili lazer tesislerinin uygulamalarını incelerken, Exail'in bu son teknoloji çabalara sağladığı teknolojik katkıları vurgulamaktadır.

Yüksek enerjili lazerler, 100 millijoule veya daha yüksek çıkış enerjisi sağlayabilen darbeli lazer sistemleri olarak tanımlanır. Amplifikasyon yoluyla, bu sistemler kilojoule veya hatta megajoule seviyelerine ulaşan enerji seviyelerine ulaşabilir. Nanosecond ölçeğindeki darbe süreleriyle birleştirildiğinde, bu kadar yüksek darbe enerjileri olağanüstü tepe optik gücüne dönüşür—örneğin, 10 nanosaniyede verilen 1 joule, yüzlerce megawatt'lık tepe gücü üretir. Fiber lazer teknolojisi, telekomünikasyon sektörü tarafından yönlendirilen kapsamlı endüstriyel gelişimden yararlanarak, şu anda yüksek güçlü lazer uygulamaları için en verimli yaklaşımı temsil etmektedir.

Atalet hapsi füzyon (ICF) araştırmalarında, yüksek enerjili lazerler, döteryum-trityum yakıtını füzyon koşullarına sıkıştırmak ve ısıtmak için gereken aşırı sıcaklıkları ve basınçları üretir. Füzyonun ötesinde, bu lazerler plazma fiziği ve yüksek enerjili yoğunluk fiziği alanlarında ışık-madde etkileşimlerini incelemede kritik roller oynar.

Fransa'daki LULI2000, İngiltere'deki STFC lazer tesisi veya Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF) ve Fransa'daki Laser Mégajoule (LMJ) gibi megajoule sınıfı sistemler gibi büyük ölçekli lazer tesisleri için, lazer darbelerinin hassas zamansal kontrolü temel bir gerekliliktir. Darbe şekillendirme teknolojisi, füzyon verimliliğini ve deneysel güvenilirliği artırarak lazer enerjisi dağıtımında tam kontrol sağlar.

Exail'in ModBox-FrontEnd sistemi, zamansal darbe şekillendirme performansında önemli bir gelişmeyi temsil etmektedir. Yüksek tekrarlama oranlarını korurken, keyfi zamansal profillere sahip lazer darbeleri üretebilen bu entegre çözüm, geleneksel modülasyon yaklaşımlarına kıyasla üstün kontrast ve kararlılık sunar.

Megajoule ölçekli lazer tesisleri, yüzlerce lazer ışınını milimetre ölçekli hedeflere hassas bir şekilde senkronize ederek son derece karmaşık deneyler yürütür. Bu deneyler, darbeli X-ışınları, 14 MeV nötronlar ve gama radyasyonu dahil olmak üzere yoğun elektromanyetik rahatsızlıklar ve radyasyon ortamları üretir. Bu deneysel odalarda, lazer ve plazma teşhislerinden kontrol sistemlerine kadar tüm ekipman, yoğun radyasyon maruziyeti altında güvenilir bir şekilde çalışmalıdır.

Fiber optik teknolojisi, bu ortamlarda doğal sağlamlık ve elektromanyetik parazite karşı bağışıklık dahil olmak üzere birçok avantaj sağlar. Özel fiber sistemler, özellikle lazer darbe zamanlaması ve şekillendirme uygulamaları için gerçek zamanlı veri toplama sağlayan kritik ölçüm araçları olarak hizmet eder.

On yıldan uzun bir süredir Exail, NIF ve LMJ dahil olmak üzere tesislere radyasyona dayanıklı teşhis fiberlerinin özel tedarikçisi olarak hizmet vermektedir. Bu özel fiberler, deneysel hedeflere yakın en yüksek radyasyon ortamlarında bile veri kalitesini ve doğruluğunu korur. Geliştirilmelerinden önce, birçok deney, yeterli hedef bilgisi elde edilememesi nedeniyle etkili bir şekilde "kör" ilerliyordu.

Exail ve Hubert Curien Laboratuvarı (CNRS/IOGS/St-Etienne Üniversitesi) arasındaki işbirliğiyle kurulan LabH6 ortak laboratuvarı, aşırı ortamlar için fiber optik teknolojileri geliştirmeye odaklanmaktadır. Silis fiberler üzerindeki radyasyon etkileri üzerine yapılan araştırmalar, radyasyon kaynaklı zayıflama (RIA) performansında sürekli iyileştirmeler sağlar—ışık iletimini radyasyona maruz kalmış fiberlerde sınırlayan birincil faktör. Bu gelişmeler, radyasyon yoğun uygulamalarda fiber ömürlerini uzatırken veri güvenilirliğini artırır.