美國國家點火裝置(National Ignition Facility,NIF),由勞倫(lun) 斯利福摩爾國家實驗室建造,造價(jia) 約40億(yi) 美元,是美國的一座激光型核聚變裝置(ICF),也是人類史上最大的ICF設施和世界上最大的激光裝置。
NIF試圖使用激光(Laser)達成極大高溫高壓施加於(yu) 聚變燃料球上啟動核聚變反應。長達一公裏的NIF裝置最終要讓192束激光在1納秒同時發射擊中鉛筆頭大小的燃料球,誤差不能超過30皮秒(1皮秒:一萬(wan) 億(yi) 分之一秒)。要達到這準確度NIF的激光裝置至關(guan) 重要,整套設備必須零震動和零熱漲冷縮。所有機械都追求完美,許多10噸重的設備必須安放在100微米的誤差範圍內(nei) 。
然而NIF裝置建造至今,在激光聚變方麵的研究和成果並沒有多少。並且,NIF用在聚變研究上的時間不斷被壓縮,取而代之的是,逐漸轉到核武器的研究上麵。
根據《科學》雜誌2020年11月的刊文:近年來,總統預算要求一再試圖削減NIF和其他地方對激光聚變的研究,隻是讓國會(hui) 保留它。國家點火裝置NIF用於(yu) 激光聚變科學研究的比例,已經由2012年的60%下降到30%不到,以保留更多的資源用於(yu) 庫存管理-模擬核爆炸的實驗,以幫助驗證彈頭的可靠性,而這種需求在目前全球暫停地下核試驗的背景下,尤其旺盛。曾在2010-2014年,領導利福摩爾實驗室聚變研究的Mike Dunne甚至擔心:激光聚變的研究,會(hui) 因這些模擬核試驗的需求,在NIF的計劃中被徹底擠掉。
《科學》雜誌刊文截圖
隨著拜登在總統選舉(ju) 中勝出,NIF的命運有可能會(hui) 發生改變。拜登曾表示,在上台之後將支持重啟NIF的192束激光,用於(yu) 核聚變研究,爭(zheng) 取能夠實現“自持燃燒”這一裏程碑,這也是NIF當年建造之初定下來的目標!
其實,在和平開發聚變能的研究上,國際上在聚變反應實現的方式上,一直有兩(liang) 個(ge) 方向:磁約束核聚變和慣性約束核聚變。雖然,目前占主流的是磁約束核聚變,比如全球共建的國際熱核聚變實驗堆,ITER計劃。
不過,如果以NIF為(wei) 代表的慣性約束核聚變裝置,能夠更多地專(zhuan) 注於(yu) 科學研究,專(zhuan) 注於(yu) 和平開發聚變能,那不隻對聚變能研究大有裨益,對全球的安全穩定也是一個(ge) 非常積極的信號!希望這位即將上任的拜登總統,能夠兌(dui) 現自己的承諾。
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