Glavni drugo

Nacionalna raziskovalna naprava National Ignition Facility, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornija, Združene države Amerike

Nacionalna raziskovalna naprava National Ignition Facility, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornija, Združene države Amerike
Nacionalna raziskovalna naprava National Ignition Facility, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornija, Združene države Amerike
Anonim

National Ignition Facility (NIF), lasersko zasnovana naprava za raziskovanje fuzije, ki se nahaja v Nacionalnem laboratoriju Lawrence Livermore v Livermoreu, Kalifornija, glavni cilj naprave je ustvariti samoobnovljivo ali energijsko fuzijsko reakcijo za prvič. Če bo uspešen, lahko dokaže izvedljivost laserskih fuzijskih reaktorjev, kar astrofizikom omogoča izvajanje zvezdnih poskusov in fizikom omogoča boljše razumevanje in testiranje jedrskega orožja.

Prvič je bil predlagan leta 1994, stroški 1,2 milijarde ameriških dolarjev in predviden čas dokončanja osmih let je bila naprava odobrena do leta 1997, njena konstrukcija pa je zaletela v težave in prekoračitev stroškov. V času, ko so februarja 2009 skupaj uporabili 192 laserjev, so cene zrasle na 3,5 milijarde dolarjev. Ameriško ministrstvo za energetiko je gradnjo NIF potrdilo 31. marca 2009, uradno pa je bilo posvečeno 29. maja 2009. Poskusi z vžigom s taljenjem naj bi se začeli leta 2010, naprava pa naj bi izvedla od 700 do 1000 poskusov na leto v naslednjih 30 letih.

Laserski žarki, uporabljeni v NIF, se začnejo z glavnim oscilatorjem kot en sam nizkoenergijski (infrardeči) laserski impulz, ki traja od 100 trilijonov do 25 milijard sekund. Ta snop je razdeljen na 48 novih žarkov, ki se skozi posamezna optična vlakna usmerjajo v močne predojačevalnike, ki povečajo energijo vsakega žarka s faktorjem približno 10 milijard. Vsak od teh 48 žarkov se nato razdeli na 4 nove žarke, ki se napajajo v 192 glavnih sistemih laserskega ojačevalnika. Vsak žarek je speljan naprej in nazaj s posebnimi ojačevalniki stekla in nastavljivimi ogledali - ojača grede za približno 15.000-krat in njihovo valovno dolžino preusmeri na ultravijolično, ko prečkajo skoraj 100 km (60 milj) optičnih kablov. Na koncu 192 žarkov pošljemo v skoraj vakuumsko ciljno komoro premera 10 metrov (33 čevljev), kjer vsak žarek odda približno 20 000 joulov energije majhnemu krožniku devterija in tricija (vodikovi izotopi z dodatnimi nevtroni) središče komore. Grede se morajo v nekaj trilijonskih sekundah sekunde med seboj sferično kroglico, ki je le približno 2 mm (približno 0,0787 palca), ohladiti do nekaj stopinj absolutne ničle (−273,15 ° C ali −459,67 ° F). Pravo postavljeno, žarki oddajo več kot 4.000.000 joulov energije, ki pelete segrejejo na približno 100.000.000 ° C (180.000.000 ° F) in sprožijo jedrsko reakcijo.