Hoved annen

National Ignition Facility forskningsapparat, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California, USA

National Ignition Facility forskningsapparat, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California, USA
National Ignition Facility forskningsapparat, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, California, USA
Anonim

National Ignition Facility (NIF), laserbasert fusjonsforskningsapparat, lokalisert ved Lawrence Livermore National Laboratory i Livermore, California, USA Et hovedmål for enheten er å skape en selvfornyende, eller energiproduserende, fusjonsreaksjon for første gang. Hvis det er vellykket, kan det demonstrere gjennomførbarheten til laserbaserte fusjonsreaktorer, en måte for astrofysikere å utføre stjerneforsøk og tillate fysikere å bedre forstå og teste atomvåpen.

Først foreslått i 1994, med en kostnad på 1,2 milliarder dollar og en estimert gjennomføringstid på åtte år, ble enheten ikke godkjent før i 1997, og konstruksjonen var plaget av problemer og kostnadsoverskridelser. Da de 192 laserne som ble brukt i den ble testfyrt sammen i februar 2009, hadde prislappen vokst til 3,5 milliarder dollar. Bygging av NIF ble sertifisert komplett av det amerikanske energidepartementet 31. mars 2009, og det ble formelt dedikert 29. mai 2009. Fusjonsantennforsøk skulle etter planen begynne i 2010, og enheten forventes å utføre 700 til 1000 eksperimenter per år de følgende 30 årene.

Laserstrålene som brukes i NIF starter fra en masteroscillator som en enkelt lavenergi (infrarød) laserpuls som varer fra 100 billioner til 25 billionths av et sekund. Denne strålen er delt opp i 48 nye stråler som føres gjennom individuelle optiske fibre til kraftige forforsterkere som øker hver stråles energi med en faktor på rundt 10 milliarder. Hver av disse 48 bjelkene blir deretter delt opp i 4 nye bjelker, som mates til de 192 viktigste laserforsterkersystemene. Hver bjelke føres frem og tilbake gjennom spesielle glassforsterkere og justerbare speil - forsterker bjelkene rundt 15.000 ganger og forskyver bølgelengden deres til ultrafiolett når de krysser nesten 100 km (fiber) fiberoptiske kabler. Til slutt blir de 192 bjelkene sendt til et nærvakuum målkammer med en diameter på 10 meter, hvor hver bjelke leverer omtrent 20.000 joule energi til en liten pellet av deuterium og tritium (hydrogenisotoper med ekstra nøytroner) plassert ved kammerets sentrum. Bjelkene må konvertere i løpet av noen få billioner av et sekund av hverandre ved den sfæriske pelleten, som bare er omtrent 2 mm (omtrent 0,0787 tommer) over og avkjølt til i løpet av noen få grader absolutt null (−273.15 ° C, eller −459.67 ° F). Riktig innstilt gir bjelkene mer enn 4.000.000 joule energi som varmer pelleten til omtrent 100.000.000 ° C (180.000.000 ° F) og setter i gang en kjernefysisk reaksjon.