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NIF:人类最伟大激光装置大事件盘点

  ——美国国家点火装置(NIF)又称为激光聚变装置,虽然取得了一些进展,但是进程缓慢。以至于美国政府将要对其失去信心,作为人类最重大的激光项目之一,美国国家点火装置将走向何方?

  《Physics Today》杂志2013年6月报道指出,随着预算的减少,国家点火装置有可能重新关注核武器科学相关的实验。奥巴马总统的2014财政年度预算中呼吁停止NIF支持大学研究人员的实验提案。美国能源部国家核安全局(NNSA)的一名官员证实上述观点。“NIF应该关注主要任务目标——支持库存管理的相关研究,我们没有资金来支持额外的运行和低优先级的研究”。另一方面,国家核安全管理局将继续支持大学研究人员在Omega激光装置上的实验研究,而就在去年秋天,NNSA一个计划还指出,基础科学和其他国家安全任务将占大约10%的NIF实验项目。

  最近退休的NNSA科学家David Crandall表示了惋惜,他说:“在我看来,这是令人难以置信的、并将是长期的损失,外部用户提出了一些非常好的实验方案,学术团体一直关注NIF的建造,也在培养库存管理计划需要的能力和人才,这一决定不利于其的壮大和长期发展。”

  NNSA官员认为大学研究人员在NIF进行实验只是很少的一部分,但之前NIF发起的项目申请中,有15%是由大学研究人员提交的。按照LLNL提供数据,NIF的用户团队有300名成员,其中22%来自LLNL实验室,36%来自美国的大学, 13%来自能源部和国防部下属的实验室,另有7%来自私人团队。

  在奥巴马总统的4月10日发布的2014财政年度预算中,NIF的预算由3.79亿美元(2013财年)下降为3.29亿美元,在5月7日,LLNL主任Penrose Albright在提交参议院军事委员会(Senate Armed Services Committee)的报告中指出,预算消减将会减少500个工作岗位,计划2014财年在NIF上进行的实验将消减70%。2014财年,LLNL的预算为11亿美元,NIF的预算占其30%。

  LLNL主管科学技术的副主任William Goldstein和NIF的副主任Moses都希望基于大学的研究能够继续进行,许多科学家也表达了这样愿望。一些科学家希望能够得到其他资金来源的资助,比如其他DOE项目,或者其他的机构,如NASA和NSF。NSF就在为DOE的同步辐射光源提供资金建造束线。

  直接与间接驱动

  到目前为止,所有的点火实验都采用间接驱动的方式,NNSA认为间接驱动更符合需要,在其提交给国会的报告,NNSA也承认,黑腔和黑腔内激光等离子体非稳定性的模拟研究不成熟是点火失败的部分原因。Albright认为点火将帮助武器科学家解决目前助爆型裂变武器存在的难题。此外就内爆燃料的形状问题,Moses指出,最近的实验表明,人们已经有控制其的能力。之前有报道称,DT燃料被压缩成棱形,而不是理想的球形。Crandall预测,利用间接驱动,NIF至少有50%的机会实现点火,而之前提交给国会的报告中预测为75%,使用的是绿光。

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