แหล่งกำเนิดที่เล็กที่สุดที่สามารถส่งพัลส์แสงอัลตราไวโอเลตความเข้มสูง (XUV) ความเข้มสูงได้รับการอ้างสิทธิ์โดยนักวิจัยที่ ในฮังการี INCDTIM ในโรมาเนีย และสถาบัน ในเยอรมนี เทคนิคทางแสงใหม่นี้สามารถทำให้ XUV ความเข้มสูงสามารถเข้าถึงได้มากขึ้นในห้องปฏิบัติการทั่วโลก ซึ่งเปิดโอกาสใหม่สำหรับการถ่ายภาพระดับนาโนความเร็วสูง แม้ว่าพัลส์ความเข้มของแสง UV ความถี่ต่ำจะถูกสร้างขึ้นเป็นประจำในศูนย์วิจัยหลายแห่ง แต่ความเข้มที่เทียบเคียงได้ที่ความถี่ XUV ที่สูงขึ้นได้พิสูจน์แล้วว่าผลิตได้
ยากกว่ามาก
ปัจจุบัน แหล่งที่มีขนาดกะทัดรัดที่สุดใช้เทคนิคที่เรียกว่าการสร้างฮาร์มอนิกสูง (HHG) โดยวางวัสดุเป้าหมายไว้ที่จุดโฟกัสของพัลส์เลเซอร์เฟมโตวินาทีที่อยู่ใกล้อินฟราเรด (NIR) เข้มข้น สิ่งนี้ทำให้เป้าหมายเปล่งแสงแรงมากที่ความถี่ฮาร์มอนิกสูงกว่าไปยังแสง NIR ซึ่งอยู่ในช่วง XUV ได้อย่างสะดวก
ในการสร้างพัลส์ XUV ที่มีความเข้มอย่างเหมาะสม จะต้องโฟกัสพัลส์ NIR ไปที่พื้นที่เป้าหมายขนาดใหญ่โดยใช้กระจกทรงกลมขนาดใหญ่ โดยต้องใช้อุปกรณ์ที่มีขนาดเกิน 10 ม. จนถึงตอนนี้ การตั้งค่าขนาดใหญ่และมีราคาแพงเหล่านี้สามารถใช้ได้ในศูนย์วิจัยจำนวนจำกัดเท่านั้น
หัวฉีดแก๊สแรงดันสูงตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาเทคนิค HHG ขั้นสูงขึ้น ลำนี้มีไอพ่นแรงดันสูงที่ทำหน้าที่เป็นเป้าหมาย แต่สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือ เป้าหมายอยู่ห่างจากจุดโฟกัสของแสง NIR ระยะหนึ่ง เนื่องจากลำแสง NIR กระจายออกไปเมื่อสัมผัสกับก๊าซ จึงมีปฏิสัมพันธ์มากขึ้นและสร้างโฟตอน
จะถูกลบออกจากลำแสงโดยใช้ตัวกรองอะลูมิเนียม และพัลส์ XUV จะถูกโฟกัสไปที่จุดเพียง 600 นาโนเมตรโดยใช้กระจกทรงกลมขนาดเล็ก การติดตั้งทั้งหมดพอดีกับโต๊ะขนาด 2 ม. และทีมสามารถสร้างพัลส์ XUV ที่มีความเข้มสูงถึง 2×10 14 W/ cm 2 สิ่งนี้เกินประสิทธิภาพของแหล่ง XUV ที่มีอยู่
และมีขนาดใหญ่กว่ามาก การจำลองโดยทีมงานแนะนำว่าการปรับปรุงเพิ่มเติมสามารถเพิ่มความเข้มข้นนี้ได้ 1,000 เท่า เพื่อแสดงให้เห็นถึงความสามารถของเลเซอร์ นักวิจัยได้ใช้เลเซอร์เพื่อกระตุ้นการดูดกลืนโฟตอนสองและสี่ในอะตอมของอาร์กอน กระบวนการแบบไม่เชิงเส้นเหล่านี้สร้างสถานะที่แตกตัว
เป็นไอออน
ของอาร์กอนเป็นสองเท่าและสามเท่าตามลำดับ โดยมีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเข้ม XUV ทำให้การตั้งค่าของทีมเป็นเครื่องมือที่มีขนาดกะทัดรัดที่สุดในปัจจุบันที่สามารถกระตุ้นกระบวนการได้อย่างน่าเชื่อถือ นักวิจัยหวังว่าความกะทัดรัดและความสามารถในการจ่ายของเลเซอร์
จะช่วยเพิ่มการเข้าถึงพัลส์ XUV เข้มข้นสำหรับมหาวิทยาลัย สถานวิจัย และอุตสาหกรรมต่างๆ ทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันสามารถช่วยให้นักวิจัยสามารถดำเนินการสร้างภาพแบบเฟมโตวินาที หรือแม้แต่การถ่ายภาพแบบแอททูวินาทีของระบบตั้งแต่ไดนามิกของอิเล็กตรอนไปจนถึงปฏิกิริยาทางชีวโมเลกุล
ได้อย่างง่ายดาย การวิจัยได้อธิบายไว้มากขึ้น เป็นโบนัสเพิ่มเติม พัลส์ ที่เป็นผลลัพธ์มีความแตกต่างอย่างมาก ซึ่งหมายความว่าสามารถโฟกัสไปที่จุดเล็กมากสำหรับการถ่ายภาพระดับนาโน จะเพียงพอสำหรับการผลิตไฟฟ้าในระดับกิกะวัตต์ เทียบได้กับโรงไฟฟ้าถ่านหิน ก๊าซ หรือฟิชชันที่ใหญ่ที่สุด
อย่างไรก็ตาม
อัตราดังกล่าวไม่สามารถทำได้ด้วย NIF ซึ่งจะทำงานเพียงครั้งเดียวทุกๆ 2-3 ชั่วโมง จำเป็นต้องมีเทคโนโลยีใหม่เพื่อแปลงการสาธิตทางวิทยาศาสตร์บน NIF ให้เป็นระบบหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ โครงการหนึ่งที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดช่องว่างระหว่างการจุดระเบิดให้สำเร็จ
และการสร้างโรงไฟฟ้าฟิวชันที่ใช้งานได้จริงคือศูนย์วิจัยพลังงานเลเซอร์กำลังสูง นำโดยสหราชอาณาจักรและกลุ่มนักวิจัยและหน่วยงานระดมทุน 10 ประเทศที่เกี่ยวข้อง เป้าหมายคือการแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพระดับ 10 Hz ของเทคโนโลยีองค์ประกอบทั้งหมดสำหรับการดำเนินงาน
ในระดับโรงไฟฟ้าภายใน 10 ปีข้างหน้า ในการทำเช่นนี้ เราหวังว่าจะใช้นวัตกรรมที่เกิดขึ้นที่อื่นในด้านวิทยาศาสตร์เลเซอร์ รวมถึงเทคโนโลยีอัตราการเกิดซ้ำสูงที่ใช้ในอุตสาหกรรมการเชื่อมและการตัดเฉือน และโครงการวิจัยเลเซอร์กำลังสูงที่กำลังดำเนินอยู่หลายโครงการ ตัวอย่างหนึ่งของโครงการหลังคือ
และมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำตลอดวงจรชีวิตของพืช ของเสียหลักคือก๊าซฮีเลียมเฉื่อย และกัมมันตภาพรังสีที่ตกค้างในโรงงานเองควรจัดการได้โดยใช้เทคนิคการรื้อถอนทั่วไปในระยะเวลา 100 ปี โรงงานฟิวชั่นจะมีกำลังขับสูงถึง 1-2 กิกะวัตต์ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเป็นสิ่งอำนวยความสะดวก
ส่วนกลางขนาดใหญ่บนโครงสร้างพื้นฐานระบบสายส่งไฟฟ้าที่มีอยู่ ประโยชน์อื่นๆ ได้แก่ สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงของผ้าห่ม ซึ่งสามารถใช้ในการผลิตไฮโดรเจนสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงหรือแม้แต่การแยกเกลือออกจากน้ำ การใช้งานที่กว้างขึ้นเหล่านี้ มากพอๆ กับการผลิตไฟฟ้า อาจเป็นปัจจัยสำคัญ
ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์เลเซอร์ที่ใช้ในการแสวงหาฟิวชั่นยังสามารถใช้ประโยชน์ในการวิจัยบริสุทธิ์ได้ หัวข้อมีตั้งแต่การศึกษากระบวนการทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ เช่น การสังเคราะห์นิวเคลียส การสร้างรังสีคอสมิก เจ็ตของดาวฤกษ์และการก่อตัวของเนบิวลาดาวเคราะห์ ไปจนถึงการวิจัยแกน
ของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์และต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็กโลก เลเซอร์ยังสามารถสนับสนุนการศึกษาขั้นพื้นฐานในสาขาต่างๆ เช่น ฟิสิกส์อะตอม วิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ ความปั่นป่วน และการสร้างสสารสัมพัทธภาพในระดับมหภาค บางทีสิ่งที่สำคัญพอๆ กันก็คือ เทคโนโลยีส่วนประกอบที่ใช้ในการวิจัยฟิวชัน
ไม่น้อยไปกว่าเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงและกำลังสูงเลย เปิดโอกาสในการแยกส่วนที่หลากหลาย ตั้งแต่การคัดกรองความปลอดภัยสำหรับวัสดุนิวเคลียร์ที่ท่าเรือและการผลิตไอโซโทปรังสีทางการแพทย์ไปจนถึงการรักษาเนื้องอกที่ฝังลึกด้วยการบำบัดด้วยลำแสงอนุภาค การแปรรูปวัสดุสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และแม้แต่การพัฒนาแหล่งกำเนิดแสงยุคหน้า
แนะนำ ufaslot888g
