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NIF:人类最伟大激光装置大事件盘点

  前海军研究实验室(Naval Research Laboratory,NRL)ICF项目的负责人Stephen Bodner二十年前就预测到NIF黑腔设计的非对称性和其他问题,增大黑腔的尺寸将会改善对称性,但驱动将需要更高能量的激光装置(差不多是目前NIF的五倍)。

  其他ICF装置,包括Omega和NRL的Nike,正在采用直接驱动的方式进行聚变研究。但是,这些装置太小不足以实现点火。Omega采用极端驱动方式进行实验,相同实验也将在NIF上进行。Crandall通过外推Omega上实验结果认为,如果NIF利用极端直接驱动打靶,应该比间接驱动更能实现点火。

  Moses则称,LLNL并不是对直接驱动有偏见,但Omega实验的外推并没有经过同行评议,调整NIF进行极直接驱动将花费2亿美元。而罗切斯特大学的估计仅为0.4~0.5亿,并且间接驱动实验能够与极直接驱动平行进行。NNSA目前的计划是2015财年在NIF上对极直接驱动方案进行评估。

  点火研究在NIF上的举步维艰可能影响到所有ICF的前景。现任NRL6亿美元Nike项目的主任Stephen Obenschain表示担忧,如果间接驱动没有实现点火,会发生什么情况,“停掉所有的研究吗?停掉所有其他的方案吗?我们感到非常担心。”

  美国国家点火装置简介:

  美国国家点火装置(NIF)(即激光聚变装置)是与“神光”计划一样的工程,由位于美国加利福尼亚州劳伦斯-利弗莫尔国家实验室研制。该计划自1994年开工以来延期了很多次,于1997年工程正式开始建设。该计划建造和运行花费超过35亿美元,容纳NIF装置的建筑物长215米,宽120米,相当于三个足球场。

  “国家点火装置”产生的激光能量将是世界第二大激光器、罗切斯特大学的激光器的60倍。科学家希望该激光器能模仿太阳中心的热和压力,用以创造核聚变反应,并达到平衡点,即激光在聚变反应中产生的能量大于它们所消耗的能量。国家点火装置可以把200万焦耳的能量通过192条激光束聚焦到一个很小的点上,从而产生类似恒星和巨大行星的内核以及核爆炸时的温度和压力。在此基础上,科学家可以实施此前在地球上无法实施的许多试验。

  该激光聚变装置2009年5月29日在美国加利福尼亚州北部的利弗莫尔劳伦斯国家实验所举行落成典礼。这一装置能产生类似恒星内核的温度和压力,并使美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。据利弗莫尔劳伦斯国家实验所发表的新闻公报,这个激光聚变装置名为“国家点火装置(NIF)”,被安置在一幢占地约3个橄榄球场地的10层楼内。

  加州州长施瓦辛格在落成典礼上发表讲话说,这一激光系统的建成是加州和美国的伟大成就,它将有可能使美国的能源结构发生革命性变化,因为它将教会人们驾驭类似太阳的能量,使其转变成驾驶汽车和家庭生活所需要的能源。

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