Разработку представил физик Джон Чэпмен из Исследовательского центра НАСА Лэнгли на симпозиуме по управляемому термоядерному синтезу SOFE 2011, что закончился денек вспять в Чикаго (США).
Суммарная энергия трёх альфа-частиц создает 8,7 млн электрон-вольт. Электрические силы посылают их в ту же сторону, куда ориентирован лазерный луч, и они в конечном итоге вылетают из сопла мотора, снабжая тягу.
Лазер будет оказывать влияние на двухслойный элемент поперечником около 20 см.
1-ый слой, складывающийся из проводящей стальной фольги шириной от 5 до 10 микрон, является ускорителем протонов, которые попадают на 2-ой слой — плёнку из бора-11. В то время как протоны, энергия которых создает порядка 163 тыс. электрон-вольт, сталкиваются с ядром бора, формируется ядро углерода. Оно здесь же распадается на альфа-частицу (гелий-4) и ядро бериллия, а последнее, со собственной стороны, образует ещё две альфа-частицы.
Термоядерную реакцию должен инициировать коммерчески дешёвый лазер, употребляющийся в лабораторных опытах. Средством техники усиления чирпированных импульсов (CPA) плотность его потока излучения повысится примерно до 2×1018 Вт/см², частота будет достигать 75 МГц, а протяженность волны составит 1–10 микрон.
Как признаёт сам создатель разработки, до её реализации на практике хотя бы в стенах лаборатории (не говоря уже об опробованиях такового мотора в космосе) ожидать придется как минимум десятилетие.
Подготовлено по данным IEEE Spectrum.
Хоть какой лазерный импульс вызволяет около 100 тыс. альфа-частиц. Разумеется, не они все выйдут из сопла, но даже при 50-процентной эффективности 40 мг борного горючего дадут гигаджоуль энергии, свидетельствуют расчёты г-на Чэпмена.
Основным преимуществом этой схемы перед вторыми управляемыми термоядерными реакциями, которые на теоретическом уровне могут употребляться в ракетных движках, есть её анейтронный характер. Это означает, что на долю нейтронов приходится менее 1% от общего объёма высвобождаемой энергии, в то время как в других случаях (например, при реакции дейтерий + тритий) нейтронная радиация может составлять до 80%.
Так, отпадает необходимость в защите от ионизирующего излучения и совокупностях преобразования кинетической энергии нейтронов в термическую энергию.