Показана можливість створення лазера на вільних електронах,
перебудованого аж до діапазону гамма-променів.
В даний час інтенсивно розвивається релятивістська електроніка. Значне місце в ній займають пристрої, які називаються лазерами на вільних електронах (ЛСЕ). Їх принцип заснований на тому, що рухається заряджена частинка (ДЗЧ) приводиться в коливальний рух поперек напрямку свого руху. При цьому виникає випромінювання в малому тілесному куті вперед у напрямку руху ДЗЧ. Це випромінювання залежить від поздовжньої швидкості ДЗЧ, і кроку ондулятором (див. нижче). Воно може бути когерентним, що і дало назву ЛСЕ.
Для того, щоб частка мав поперечні коливання, застосовується система звана ондулятором. За принципом дії на ДЗЧ ондулятором діляться на електричні та магнітні. Тут розглядається магнітна система Рис. 1.
Недоліком існуючих ондулятором є те, що для створення необхідного магнітного поля (МП) використовуються постійні електромагніти із сердечником. Це конструктивно обмежує крок ондулятором - L ОНД (період зміни МП в системі).
Рис. 1 Рис. 2
Для створення інтенсивного пучка ДЗЧ і збільшення вихідної потужності ЛСЕ, застосована багатоканальна схема зі складанням окремих пучків (Мал. 2)
Джерелом ДЗЧ можуть бути електронні та іонні гармати, радіоактивні джерела високої інтенсивності (Pu, Co, Sr ...), космічні промені і потоки ДЗЧ від Сонця. Цілком можливе застосування ТРЕГа в якості джерела ДЗЧ - тоді це буде протонний або альфа-лазер.
На Рис.2 показані: 1 - первинні пучки ДЗЧ; 2 - розсіююча магнітна лінза, 3 - сумарний пучок ДЗЧ; 4 - ондулятором; 5 - вихідна випромінювання.
Особливостями даної схеми є: 1) застосування для складання пучків універсальної магнітної лінзи в розсіює режимі - це дозволяє мінімізувати апертуру сумарного пучка ДЗЧ; 2) застосування магнітного ондулятором зі надмалим, регульованим періодом, що дозволяє значно підвищити частоту вихідного випромінювання. При збільшенні енергії випромінюється кванта до 80MeV, стає можливою фотоядерних реакція: 83Bi209 +80 MeV ® 79Au197 +22 He4 +4 nO. З'являється можливість фотоядерного розкладання радіоактивних відходів, звичайних і бойових ядерних матеріалів.
На Рис.3 показані: 1) секціонованими тороїдальне котушка зі струмом I (для секцій можуть бути використані обмотки електродвигунів різного типу, потужності та призначення), 2) тороїдальні плазмове утворення з ДЗЧ (сильно збільшене); 3) МП, яка виконує роль ондулятором; 4) вихідна випромінювання. Пунктиром показані додаткові керівники слабкострумові обмотки.
Вони використовуються для створення слабкого МП, яке однонаправлені з основним МП і обертається шляхом послідовного циклічного перемикання обмоток. Це МП - для динамічного вирівнювання можливих технологічних неоднорідностей основного МП.