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它是什么?
世界上最大的激光器(激光聚变装置)。
规模:NIF长215米,宽120米,大约同古罗马圆形竞技场一样大。
位置:位于美国加利福尼亚州劳伦斯一利弗莫尔国家实验室。
它有什么用途? 模拟同太阳和其他恒星内部相似的条件。太阳的内核非常热,并处于巨大压力之下,这使氢原子核发生聚变形成氦核,并释放能量。NIF的研究者希望,他们的激光器能用地球上的重氢原子做同样的事。以前,激光被用来引发聚变反应,但NIF的目标是成为第一个突破平衡点的设施,即激光在聚变反应中产生的能量大于它们所消耗的能量。为此,NIF将192条激光束集中于一个花生米大小的、装有重氢燃料的目标上。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。NIF研究小组估计,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。但是,人们希望NIF做更多工作。它的激光还能够模拟中子星、行星 内核、超新星和核武器中存在的巨大压力、灼热高温和庞大磁场。加利福尼亚州将成为物理学家检验他们有关宇宙中最极端情况的理论的地方。
为什么这么大? 因为它需要强大的热量和压力使聚变得以进行。在NIF,研究人员将一束激光转变为192束单独的激光,其总能量增加到原来能量的3000万亿倍。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。
谁在为它工作? 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。
现状: 192束激光中有4束巳经工作了24个月,并已经发射出世界上最强的激光。NIF的工程自1994年开工以来延期了很多次,但它最终的目标是2010年实现聚变反应,并达到平衡点。
成本: 建造和运行花费35亿美元。
后继者: 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。
《激光与光电子学进展》上刊登过不少这方面的文章,可以看看。 |
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