Nepředstavitelně krátké laserové impulsy

Světelný zdroj zvaný laser za padesát let své existence zásadním způsobem přispěl ke zdokonalení a rozšíření mnoha technologií ve vědě, v průmyslu, medicíně a dalších oblastech lidského konání.

Může být malý jako zrnko písku, může být velký jako dům. Unikátní vlastnosti laserového paprsku se využívají na řezání kovů i lidské tkáně, v optické komunikaci na velké vzdálenosti, jsou součástí zařízení, se kterými se dennodenně setkáváme: čtečky kódů v obchodech, digitální přehrávače všeho druhu, laserové tiskárny apod. V přírodních vědách se laser stal jedním z nejběžnějších vybavení laboratoře. Existuje však jedno naprosto výjimečné využití laseru, a to zapalování řízených termojaderných reakcí v kuličkách s deuteriem a tritiem.

Při těchto reakcích vyletují z kuliček neutrony s obrovskou využitelnou energií. Protože deuterium lze získat z mořské vody (které je spousta) a tritium z lithia (toho je také spousta), je toto „čisté“ (i pro životní prostředí přijatelné) a především téměř konečné řešení vyvstávající energetické krize natolik vábivé, že nadnárodní finanční konsorcia souhlasí s enormními peněžními částkami na stavbu a provoz potřebných vysokový konných laserových zařízení. A velice vysokovýkonná zařízení to být musí. Aby došlo k potřebné kompresi a zapálení materiálu v uvedené kuličce, musí mít na ni dopadající záření výkon alespoň 3×10⁹ MW (megawatt), tj. 3 tisíce miliard kW! Kuličky musí padat do laserového svazku s frekvencí 5–10krát za sekundu, takže i laserové impulsy musí mít tuto opakovací frekvenci.

Uvedené číslo představuje obrovský výkon. Srovnejme: výkon dvou bloků temelínské jaderné elektrárny je 2000 MW. Při představě, že jde o půl druhého milionu Temelínů, na nás padne děs. Ale pozor! Uvědomme si jeden naprosto zásadní rozdíl: Temelínská elektrárna musí mít svůj výkon nepřetržitě, minutu po minutě, den za dnem, avšak laser určený pro termojadernou fúzi může mít tento výkon jen po několik pikosekund, tj. jen po dobu několika miliontin z miliontiny sekundy (1 ps = 10^–12 s). Mezi jednotlivými impulsy je výkon daného laseru nulový! Pro názornost srovnejme energie: temelínské bloky vyprodukují za 1 hodinu elektrickou energii v hodnotě 2000 MWh. Za tutéž dobu vyprodukuje zmíněný vysokovýkonný laser světelnou energii pouze 0,1 MWh, tj. méně než desetitisícinu energie Temelína. To je uklidňující zjištění.