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美国激光聚变装置用于模拟核实验,拜登:重启聚变研究

来源:头条@DRSH观科技2020-11-30 我要评论(0 )   

  美国国家点火装置(National Ignition Facility,NIF),由劳伦斯利福摩尔国家实验室建造,造价约40亿美元,是美国的一座激光型核聚变装置(ICF),也是人类史上最...

  美国国家点火装置(National Ignition Facility,NIF),由劳伦斯利福摩尔国家实验室建造,造价约40亿美元,是美国的一座激光型核聚变装置(ICF),也是人类史上最大的ICF设施和世界上最大的激光装置。

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  NIF试图使用激光(Laser)达成极大高温高压施加于聚变燃料球上启动核聚变反应。长达一公里的NIF装置最终要让192束激光在1纳秒同时发射击中铅笔头大小的燃料球,误差不能超过30皮秒(1皮秒:一万亿分之一秒)。要达到这准确度NIF的激光装置至关重要,整套设备必须零震动和零热涨冷缩。所有机械都追求完美,许多10吨重的设备必须安放在100微米的误差范围内。

  

  然而NIF装置建造至今,在激光聚变方面的研究和成果并没有多少。并且,NIF用在聚变研究上的时间不断被压缩,取而代之的是,逐渐转到核武器的研究上面。

  根据《科学》杂志2020年11月的刊文:近年来,总统预算要求一再试图削减NIF和其他地方对激光聚变的研究,只是让国会保留它。国家点火装置NIF用于激光聚变科学研究的比例,已经由2012年的60%下降到30%不到,以保留更多的资源用于库存管理-模拟核爆炸的实验,以帮助验证弹头的可靠性,而这种需求在目前全球暂停地下核试验的背景下,尤其旺盛。曾在2010-2014年,领导利福摩尔实验室聚变研究的Mike Dunne甚至担心:激光聚变的研究,会因这些模拟核试验的需求,在NIF的计划中被彻底挤掉。

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  《科学》杂志刊文截图

  随着拜登在总统选举中胜出,NIF的命运有可能会发生改变。拜登曾表示,在上台之后将支持重启NIF的192束激光,用于核聚变研究,争取能够实现“自持燃烧”这一里程碑,这也是NIF当年建造之初定下来的目标!

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  其实,在和平开发聚变能的研究上,国际上在聚变反应实现的方式上,一直有两个方向:磁约束核聚变和惯性约束核聚变。虽然,目前占主流的是磁约束核聚变,比如全球共建的国际热核聚变实验堆,ITER计划。

  不过,如果以NIF为代表的惯性约束核聚变装置,能够更多地专注于科学研究,专注于和平开发聚变能,那不只对聚变能研究大有裨益,对全球的安全稳定也是一个非常积极的信号!希望这位即将上任的拜登总统,能够兑现自己的承诺。


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