美国国家点火装置

原理 国家点火装置可以把 ２００万焦耳的能量通过 １９２条激光束聚焦到一 个很小的点上，从而产生 类似恒星和巨大行星的内 核以及核爆炸时的温度和 压力。在此基础上，科学 家可以实施此前在地球上 无法实施的许多试验。
任务 国家点火装置共有３个任务： 第一个任务是让科学家用它模拟核爆炸，研 究核武器的性能情况，这也是美国建设国家点火 装置的初衷，即作为美国核武器储备管理计划的 一部分，保证美国在无需核试验的情况下保持核 威慑力。 第二个任务是使科学家进一步了解宇宙的秘 密。科学家可使用国家点火装置模拟超新星、黑 洞边界、恒星和巨大行星内核的环境，进行科学 试验。这些试验大部分不会保密，将为科学界提 供大量此前无法获取的数据。 第三个任务是保证美国的能源安全。科学家 希望从2010年开始借助国家点火装置来制造类似 太阳内部的可控氢核聚变反应，最终用来生产可 持续的清洁能源。公报说：“国家点火装置所产 生的能量远大于启动它所需要的能量，这是半个 多世纪以来核聚变研究人员一直梦寐以求的‘能 量增益’目标。如能取得成功，将是有历史意义 的科学突破。”
实验过程 先将外部激光增强10000倍，然后将一束激光分离为48束 激光，再增强，进一步分离为192束激光，其总能量增加到原来 能量的3000万亿倍，再聚焦到直径为3毫米的氘氚小丸上，产生 1亿度的高温，压力超过 1000亿个大气压，进而引发核聚变。 每束激光发射出持续大约十亿分之三秒、蕴涵180万焦耳能量的 脉冲紫外光——这些能量是美国所有电站产生的电能的500倍还 多。当这些脉冲撞击到目标反应室上，它们将产生X光。这些Ｘ 光会集中于位于反应室中心装满重氢燃料的一个塑料封壳上。X 光将把燃料加热到一亿度，并施加足够的压力使重氢核生聚变 反应。释放的能量将是输入能量的15倍还多。这是因为激光在 镜面之间来回反射，并通过3000块磷酸盐玻璃，其中的钛原子 会使激光束扩大。利弗莫尔有850名科学家和工程师。另外大约 有100名物理学家在那里设计实验。NIF的问题是它的激光每几 小时只能发射一次。Mercury激光的方案已经在计划中。它不 一定比NIF更大，它的目标是每秒钟发射10次脉冲。
基本介绍
美国国家点火装置（NIF）（即激光 聚变装置）是与“神光”计划一样的工 程，由位于美国加利福尼亚州劳伦 斯· 利弗莫尔国家实验室研制。1997 年工程正式开始建设。“国家点火装 置”产生的激光能量将是世界第二大 激光器、罗切斯特大学的激光器的 60倍。科学家希望该激光器能模仿 太阳中心的热和压力，用以创造核聚 变反应
作用 加州州长施瓦辛格在落成典礼上发表讲话 说，这一激光系统的建成是加州和美国的伟大 成就，它将有可能使美国的能源结构发生革命 性变化，因为它将教会人们驾驭类似太阳的能 量，使其转变成驾驶汽车和家庭生活所需要的 能源。
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国家点火装置建设和试运转完成后，2010年将开始进行 正式点火实验。调试工作包括进行一系列优化和测试实 验，以获取点火实验所必需的关键激光参数和点火靶参 数。这些调试工作将在第一次点火打靶前完成。点火实 验对靶工作性能的要求主要体现在：力能学性能、对称 性，激波时序以及靶丸流体动力学。作为国家点火攻关 项目的一部分，有关上述关键环节调试工作的详细计划 和理论模拟工作目前正在进行。调试和诊断方法的研究 正在现有的若干装置上进行。其中包括美国罗切斯特大 学激光能学实验室的OMEGA激光装置，桑迪亚国家实验室 的Z装置和洛斯阿拉莫斯国家实验室Trident激光装置， 正在开展的制靶工作由美国通用原子公司（General Atomics），劳伦斯里弗莫尔国家实验室和洛斯· 阿拉莫 斯实验室负责。