О перспективах ударного термояда

О ПЕРСПЕКТИВАХ УДАРНОГО ТЕРМОЯДА

Пионерские прогнозы овладения термоядом (Фредерик Содди 1908, Артур Эддингтон 1926-1934) и первая корректная теория звёздного синтеза лёгких элементов (Карл фон Вайцзеккер 1937) были подкреплены аналитическим решением задачи о сферической и цилиндрической “точечной” кумуляции сильной ударной волны (Годфрид Гудерлей 1942).

Попытки обойти трудности реализации модели Гудерлея ознаменовались идеей замены “круговой” кумуляции (всесторонней имплозии) на теоретически неограниченную кумуляцию с ударной волной (или последовательностью скачков) входящей в достаточно заостренную полость - конусообразный или клиновидный тупик, заполненный термоядерным топливом (1944: в СССР Георгий Покровский, см. автор в n12 “Природа” 1956г, ЖЭТФ n1 1965; в Германии Курт Дибнер, см. Давид Ирвинг “Вирусный Флигель” – Лондон 1967, Москва 1969). Именно это популяризировал Ф. Винтерберг с конца 60-х годов… Вхождение плоского скачка в подобную полость приводит к многократному порождению маховской конфигурации, скорость которой возрастает автомодельно, аналогично волне Гудерлея, характеризующейся высокоэнтропийностью. Однако, и очевидно неизбежное “распирание” окрестности вершины подобных полостей и иные не столь очевидные процессы радикально снижают эффективность ударного термояда указанного класса ( 1970-е гг и далее: Mэйсон, Анисимов, Красюк, Пашинин, Прохоров, Фортов, Чарахчьян и др.) Иными словами, этот путь не приводит к достаточно высокому (низкоэнтропийному) уплотнению горючего и уже поэтому “оптическая толщина” горючего остаётся слишком малой. Эффективный микровзрыв так не достижим. Простой сценарий ударного термояда “выстрелом в стенку” (Е. Харрисон 1963), подразумевающий сжатие сильным одиночным скачком, даёт уплотнение вещества стенки всего на порядок; хотя “гиперскоростное” соударение может генерировать излучение, приводящее к таким эффектам как “непрямое” абляционное безлазерное суперсжатие топлива ( Джон Накколлс 1959-60, 1999), а также самосжатие пульки через выхолаживание высветом ( А.Карузо и В. Пайс 1996). В последнем случае главная идея - ударное инициирование топлива, уже суперсжатого низкоэнтропийно (ср. С.Гуськов 2002, М.Муроками, М.Перладо и др. 2006 и лит. там). Таков гибрид термояда лучевого (пучкового) c ударным. Интересной экзотикой является “космологический ударный термояд” для энергетики космических кораблей, летающих со скоростью кометы (М. Шматов 1995): встречные камешки с даровой кинетической энергией встречаются капсулами с термоядерным топливом и ...

“Чисто ударный” термояд [автор 1974-1978-1983] подразумевает тот или иной способ выстреливания одинаковых цилиндрических, например, фрагментов термоядерной мишени, причем первый фрагмент – самый медленный. Каждый последующий быстрее предыдущего на неизменный интервал скорости с соблюдением линейного распределения скоростей вдоль всего цуга этих фрагментов ( в космическом пространстве за кормой корабля). Фрагменты столкнутся одновременно, перейдя в режим “самосжатия захлопнутой книги”. Для сред с ур.сос. совершенного газа максимально возможное сжатие = (N^f)/(f!),но это уже при чрезмерном ударно-волновом росте энтропии. Минимизация такого роста достижима заменой цуга фрагментов кумулятивной струей с линейной скоростью по длине. Инициирование происходит в момент, когда оптическая толщина суперсжатого топлива по оси цуга(струи) сравнивается с оной поперек упомянутой оси. Инициируют либо гиперскоростной пулькой (“чистый” кратно – ударный термояд), либо лучом лазера (пучком частиц) в “гибридном” варианте.