Hlavná ostatné

Výskumné zariadenie National Ignition Facility, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornia, Spojené štáty

Výskumné zariadenie National Ignition Facility, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornia, Spojené štáty
Výskumné zariadenie National Ignition Facility, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornia, Spojené štáty
Anonim

National Ignition Facility (NIF), laserové výskumné zariadenie na fúziu, nachádzajúce sa v Národnom laboratóriu Lawrence Livermore v Livermore, Kalifornia. USA Hlavným cieľom tohto zariadenia je vytvoriť samovoľnú alebo energeticky produkujúcu fúznu reakciu pre prvýkrát. Ak bude úspešný, môže preukázať uskutočniteľnosť laserových fúznych reaktorov, spôsob, akým môžu astrofyzici vykonávať hviezdne experimenty, a umožňuje fyzikom lepšie porozumieť a testovať jadrové zbrane.

Prístroj bol prvýkrát navrhnutý v roku 1994, s nákladmi 1,2 miliardy dolárov a odhadovanou dobou dokončenia 8 rokov, bol schválený až v roku 1997 a jeho konštrukcia bola zaťažená problémami a prekročením nákladov. V čase, keď sa v ňom vo februári 2009 prvýkrát použilo 192 laserov, cenovka vzrástla na 3,5 miliardy dolárov. Stavba NIF bola certifikovaná ako kompletná Ministerstvom energetiky USA 31. marca 2009 a bola formálne venovaná 29. mája 2009. Experimenty so zapaľovaním jadrovej syntézy boli naplánované na rok 2010 a očakáva sa, že zariadenie bude vykonávať 700 až 1 000 experimentov ročne počas nasledujúcich 30 rokov.

Laserové lúče používané v NIF začínajú z hlavného oscilátora ako jediný nízkoenergetický (infračervený) laserový impulz trvajúci od 100 biliónov do 25 miliárd sekúnd za sekundu. Tento lúč je rozdelený na 48 nových lúčov, ktoré sú smerované cez jednotlivé optické vlákna k výkonným predzosilňovačom, ktoré zvyšujú energiu každého lúča asi 10 miliárd. Každý z týchto 48 lúčov sa potom rozdelí na 4 nové lúče, ktoré sa privádzajú do 192 hlavných laserových zosilňovacích systémov. Každý lúč je smerovaný tam a späť cez špeciálne sklenené zosilňovače a nastaviteľné zrkadlá - zosilňujú lúče približne ďalších 15 000-krát a posunú svoju vlnovú dĺžku na ultrafialové svetlo, keď prechádzajú takmer 100 km (60 míľ) káblov z optických vlákien. Nakoniec je 192 lúčov poslaných do vákuovej cieľovej komory s priemerom 10 metrov (33 stôp), kde každý lúč dodáva asi 20 000 joulov energie do malej pelety deutéria a trícia (izotopy vodíka s extra neutrónmi) umiestnené na stred komory. Lúče sa musia zbiehať do pár biliónov sekundy od seba na sférickej pelete, ktorá je priechodná iba asi 2 mm (asi 0,0787 palca) a ochladená na niekoľko stupňov absolútnej nuly (-273,15 ° C alebo -459,67). ° F). Pri správnom načasovaní lúče dodávajú viac ako 4 000 000 joulov energie, ktoré zahrievajú peletu na asi 100 000 000 ° C (180 000 000 ° F) a spustia jadrovú reakciu.