未來幾年,勞倫(lun) 斯·利弗莫爾國家實驗室LLNL的先進光子技術APT項目將設計和建造世界上最強大的千兆瓦激光係統之一,它將被安裝在LCLS的極端條件物質MEC實驗設施中,由美國能源部科學辦公室聚變能源科學項目資助。
新激光器將與(yu) LCLS X射線自由電子激光器XFEL配對,以促進人類對高能密度HED物理、等離子體(ti) 物理、聚變能、激光與(yu) 等離子體(ti) 相互作用、天體(ti) 物理、行星科學和其他物理現象的理解。除此之外,升級之後的APT項目可以更好的幫助人類科學家預測下一代相關(guan) 材料在極端環境中的性能的能力,研究慣性約束聚變的微觀物理。並使研究更大體(ti) 積的高原子序數材料成為(wei) 可能。
現有的MEC設施可以使用光學激光器與(yu) 來自LCL的X射線激光脈衝(chong) 耦合,以探測極端溫度和壓力下物質的特性。MEC的實驗產(chan) 生了開創性的科學成果,比如在天王星和海王星等巨大冰行星的深處,首次觀測到鑽石雨現象。升級MEC的部分原因是,越來越多的人呼籲美國在高功率激光技術領域建立絕對超越的領導地位。
SLAC與(yu) LLNL激光能量實驗室LLE合作,在新的地下洞室中設計和建造MEC-U設施。LLNL的可重複額定激光器RRL,能夠以高達10 Hz每秒10個(ge) 脈衝(chong) 的頻率發射,還有新的高能千焦耳激光器也將進入兩(liang) 個(ge) 新的實驗區域,其中包含一個(ge) 靶室和一套專(zhuan) 門為(wei) HED科學定製的診斷裝置。
LCLS是SLAC位於(yu) 加利福尼亞(ya) 州門羅公園的兩(liang) 英裏長直線粒子加速器的一部分,能夠每秒發射120個(ge) X射線脈衝(chong) ,每個(ge) 脈衝(chong) 持續幾飛秒(萬(wan) 億(yi) 分之一秒)。由利弗莫爾和羅切斯特設計的新型高功率激光器本身就處於(yu) 世界領先地位,MEC-U項目總監艾倫(lun) ·弗萊說:“它們(men) 與(yu) LCL相結合可以極大地提高它們(men) 的科學實用性,這種結合將是一種前所未有的能力。”
美國國家核安全局NNSA已表示有興(xing) 趣與(yu) 科學辦公室合作,增加高能長脈衝(chong) 激光的用途,以進一步支持NNSA基於(yu) 科學的核設施庫存管理計劃。
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