Hlavní jiný

Národní výzkumné zařízení zapalovacího zařízení, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornie, Spojené státy americké

Národní výzkumné zařízení zapalovacího zařízení, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornie, Spojené státy americké
Národní výzkumné zařízení zapalovacího zařízení, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Kalifornie, Spojené státy americké
Anonim

Národní zapalovací zařízení (NIF), laserové zařízení pro výzkum fúzí, umístěné u Lawrence Livermore National Laboratory v Livermore, Kalifornie. USA Hlavním cílem tohoto zařízení je vytvořit fúzní reakci, která se obnovuje nebo obnovuje energií. poprvé. Pokud bude úspěšný, může prokázat proveditelnost fúzních reaktorů založených na laseru, což je způsob, jak astrofyzici provádět hvězdné experimenty, a umožnit fyzikům lépe porozumět a testovat jaderné zbraně.

Zařízení bylo poprvé navrženo v roce 1994 s náklady 1,2 miliardy USD a odhadovanou dobou dokončení 8 let, zařízení nebylo schváleno až v roce 1997 a jeho konstrukce byla potížena problémy a překročení nákladů. V době, kdy bylo v únoru 2009 poprvé použito 192 laserů, se cenovka zvýšila na 3,5 miliardy dolarů. Stavba NIF byla certifikována jako kompletní Ministerstvem energetiky USA dne 31. března 2009 a formálně byla věnována 29. května 2009. Fúzní zapalovací experimenty byly naplánovány na zahájení v roce 2010 a očekává se, že zařízení bude provádět 700 až 1 000 experimenty ročně pro následujících 30 let.

Laserové paprsky používané v NIF začínají z hlavního oscilátoru jako jediný nízkoenergetický (infračervený) laserový puls trvající od 100 biliontů do 25 miliardtin sekundy. Tento paprsek je rozdělen do 48 nových paprsků, které jsou směrovány přes jednotlivá optická vlákna k výkonným předzesilovačům, které zvyšují energii každého paprsku faktorem asi 10 miliard. Každý z těchto 48 paprsků je pak rozdělen do 4 nových paprsků, které jsou přiváděny do 192 hlavních laserových zesilovacích systémů. Každý paprsek je směrován tam a zpět pomocí speciálních skleněných zesilovačů a nastavitelných zrcadel - zesílení paprsků asi dalších 15 000 krát a posunutí jejich vlnové délky na ultrafialové, když procházejí téměř 100 km (60 mil) optických kabelů. Nakonec je 192 paprsků posláno do téměř vakuové cílové komory o průměru 10 metrů (33 stop), kde každý paprsek dodává asi 20 000 joulů energie do malé pelety deuteria a tritia (izotopy vodíku s extra neutrony) umístěné na centrum komory. Paprsky se musí sbíhat v několika biliontinách sekundy od sebe u kulové pelety, která je napříč pouze asi 2 mm (asi 0,0787 palce) a ochlazena na několik stupňů absolutní nuly (-273,15 ° C nebo -459,67) ° F). Při správném načasování paprsky dodávají více než 4 000 000 joulů energie, které ohřívají peletu na přibližně 100 000 000 ° C (180 000 000 ° F) a odstartují jadernou reakci.