Основен друг

Изследователско устройство за национално съоръжение за запалване, Национална лаборатория на Лорънс Ливърмор, Ливърмор, Калифорния, САЩ

Изследователско устройство за национално съоръжение за запалване, Национална лаборатория на Лорънс Ливърмор, Ливърмор, Калифорния, САЩ
Изследователско устройство за национално съоръжение за запалване, Национална лаборатория на Лорънс Ливърмор, Ливърмор, Калифорния, САЩ
Anonim

National Ignition Facility (NIF), лазерно базирано устройство за изследване на термоядрен синтез, намиращо се в Националната лаборатория на Лорънс Ливърмор в Ливърмор, Калифорния, САЩ Основна цел на устройството е да създаде самообновяваща се или продуцираща енергия реакция на синтез за първи път. Ако успее, това може да демонстрира осъществимостта на синтезираните реактори на лазерна основа, начин астрофизиците да извършват звездни експерименти и да позволи на физиците по-добре да разберат и изпробват ядрени оръжия.

За пръв път предложено през 1994 г., с разходи от 1,2 милиарда долара и приблизително време за завършване от осем години, устройството не е одобрено до 1997 г., а конструкцията му е изправена пред проблеми и надвишаване на разходите. Докато 192-те лазера, използвани в него, за първи път бяха изпробвани заедно през февруари 2009 г., ценовата марка нарасна до 3,5 милиарда долара. Изграждането на NIF е сертифицирано завършено от Министерството на енергетиката на САЩ на 31 март 2009 г. и официално е посветено на 29 май 2009 г. Експериментите с запалване на термоядрен синтез трябваше да започнат през 2010 г. и се очаква устройството да изпълнява от 700 до 1000 експерименти годишно за следващите 30 години.

Лазерните лъчи, използвани в NIF, започват от главния осцилатор като единичен нискоенергичен (инфрачервен) лазерен импулс с продължителност от 100 трилиона до 25 милиарда от секундата. Този лъч е разделен на 48 нови лъча, които се насочват през отделни оптични влакна към мощни предусилватели, които увеличават енергията на всеки лъч с коефициент от около 10 милиарда. След това всеки от тези 48 лъча се разделя на 4 нови лъча, които се подават към 192-те основни лазерни усилвателя. Всеки лъч се насочва напред и назад чрез специални усилватели за стъкло и регулируеми огледала - усилвайки лъчите около още 15 000 пъти и прехвърляйки дължината на вълната си към ултравиолетово, докато преминават близо 100 км (60 мили) оптични кабели. И накрая, 192 лъча се изпращат в почти вакуумна целева камера в диаметър 10 метра (33 фута), където всеки лъч доставя около 20 000 джаула енергия на малка гранула деутерий и тритий (водородни изотопи с допълнителни неутрони), разположени на камерния център. Гредите трябва да се сближават в рамките на няколко трилионни секунди една от друга при сферичната пелета, която е само около 2 mm (около 0,0787 инча) и се охлаждат до няколко градуса от абсолютната нула (−273,15 ° C, или -459,67 ° F). Определени правилно, лъчите доставят повече от 4 000 000 джаула енергия, които загряват пелетата до около 100 000 000 ° C (180 000 000 ° F) и започват ядрена реакция.