Hochspannungs-Laser-Versuche am Fachgebiet Hochspannungstechnik der TU-Berlin

In der großen Versuchshalle des FG Hochspannungstechnik wird zur Zeit untersucht, wie sich ein Hochleistungs-Laserstrahl auf eine Lichtbogenentladung auswirkt.

Bei diesen grundlegenden Versuchen geht es in erster Linie um das Zusammenspiel von energiereichen Entladungen der Hochspannungstechnik und kurzen Laserimpulsen. Es soll u. a. beobachtet werden, wie der geradlinig verlaufende Laserstrahl die normalerweise sich relativ chaotisch bewegende Lichtbogenentladung (wie z. B. ein Blitz in der Natur) auf einer definierten Strecke führen kann. Des weiteren werden durch den Lasereinfluss grundlegende Änderungen in den bisher bekannten physikalischen Durchschlagsmechanismen erwartet. Ein Blitz wird sich dadurch deutlich eher entladen als bisher in Experimenten nachgewiesen werden konnte.

Als mögliche Anwendung kann man sich in ferner Zukunft ein neuartiges Blitzableitersystem vorstellen. Die Energie der Naturgewalt wird sich dann nicht mehr zufällig entladen, sondern es könnte direkt mit Laserimpulsen in Gewitterwolken hineingeschossen werden, um dem Blitz so einen kontrollierten Weg zur Erde zu ermöglichen. Für sensible Bereiche wie Kernkraftwerke, Flughäfen oder Überlandleitungen könnte so die Sicherheit erhöht werden.

Beeindruckend an diesem Experiment sind die technischen Daten und der betriebene Aufwand.

In der 40 Meter langen, 15 Meter breiten und 17 Meter hohen Hochspannungsversuchshalle des Institutes steht der Hochleistungslaser mit einem Gewicht von ca. 10 Tonnen. Der Laserstrahl führt in einer mystisch abgedunkelten Umgebung mit ohrenbetäubendem Lärm 40 Meter durch den Raum und löst Hochspannungsentladungen von bis zu 3 Millionen Volt Spannungshöhe über eine Strecke von mehreren Metern aus. Die Leistung des Lasers befindet sich dabei im Terawatt-Bereich (Beispiele zur Veranschaulichung dieser enormen Leistung: Ein Transistorradio hat eine Ausgangsleistung von ca. einem Watt, ein Wasserkocher ca. 1.000 Watt, eine Windkraftanlage ca. 1.000.000 Watt, ein großes Atomkraftwerk ca. 1.000.000.000 Watt, der Laser schließlich 1.000.000.000.000 Watt, insgesamt 12 Nullen nach der 1!!!). Um diese enorme Leistung aufbringen zu können, wird der Laserimpuls so kurz wie möglich gehalten, er dauert lediglich einige Femto-Sekunden (0,000000000000001 Sekunden, insgesamt 15 Nullen!!!). Selbst das Licht legt in dieser Zeit nur die winzige Strecke von 0,0003 Millimetern zurück.
 

 

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