Vigtigste Andet

National Ignition Facility-forskningsanordning, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Californien, USA

National Ignition Facility-forskningsanordning, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Californien, USA
National Ignition Facility-forskningsanordning, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Californien, USA
Anonim

National Ignition Facility (NIF), laserbaseret fusionsundersøgelsesanordning, der er placeret på Lawrence Livermore National Laboratory i Livermore, Californien, USA Et vigtigt mål for enheden er at skabe en selvfornyende eller energiproducerende fusionsreaktion for første gang. Hvis det er vellykket, kan det demonstrere gennemførligheden af ​​laserbaserede fusionsreaktorer, en måde for astrofysikere til at udføre stjernernes eksperimenter og give fysikere mulighed for bedre at forstå og teste atomvåben.

Først foreslået i 1994, med en omkostning på 1,2 milliarder dollars og en estimeret færdiggørelsestid på otte år, blev enheden først godkendt før 1997, og dens konstruktion blev plaget af problemer og omkostningsoverskridelser. Da de 192 lasere, der blev brugt i den, først blev fyret sammen i februar 2009, var prislappen vokset til 3,5 milliarder dollars. Bygningen af ​​NIF blev certificeret komplet af det amerikanske energiministerium den 31. marts 2009, og det blev formelt dedikeret den 29. maj 2009. Fusionsantændelseseksperimenter skulle efter planen begynde i 2010, og enheden forventes at udføre 700 til 1.000 eksperimenter pr. år i de følgende 30 år.

Laserstrålene, der bruges i NIF, starter fra en masteroscillator som en enkelt lavenergi (infrarød) laserpuls, der varer fra 100 billioner til 25 milliarddels sekund. Denne stråle er opdelt i 48 nye stråler, der føres gennem individuelle optiske fibre til kraftige forforstærkere, der øger hver stråles energi med en faktor på ca. 10 milliarder. Hver af disse 48 bjælker er derefter opdelt i 4 nye stråler, der føres til de 192 vigtigste laserforstærkersystemer. Hver bjælke føres frem og tilbage gennem specielle glasforstærkere og justerbare spejle - forstærker bjælkerne ca. 15.000 gange og skifter deres bølgelængde til ultraviolet, når de krydser næsten 100 km (60 miles) fiberoptiske kabler. Endelig sendes de 192 bjælker til et nærvakuum målkammer med en diameter på 10 meter (33 fod), hvor hver stråle leverer ca. 20.000 joule energi til en lille pellet af deuterium og tritium (brintisotoper med ekstra neutroner) placeret ved kammerets centrum. Bjælkerne skal konvergere inden for et par billioner af et sekund af hinanden ved den sfæriske pellets, der kun er ca. 2 mm (ca. 0,0787 tommer) på tværs og afkølet til inden for et par grader af absolut nul (−273.15 ° C eller −459.67 ° F). Korrekt justeret leverer bjælkerne mere end 4.000.000 joule energi, der opvarmer pelleten til ca. 100.000.000 ° C (180.000.000 ° F) og sætter en nuklear reaktion i gang.