Орион (лазер)

( Лазерная установка Orion также известное как Laser Orion ) представляет собой лазерный объект с высокой мощностью, базирующийся на учреждении атомного оружия (AGH) на бывшем участке Aldermaston RAF в Соединенном Королевстве.

Строительство Ориона началось в 2006 году, и его первый выстрел был уволен в 2010 году. ^{[ 1 ]} В здании находится большая неодимская стеклянная лазерная система и целевая камера, и это крупнейшее экспериментальное учреждение высокоэнергетической физики плотности в Великобритании. ^{[ 2 ]}

Орион доставляет 10 «длиннопульсных» однонаносекундных продолжительных пучков и два петуаватта (PW) «короткие импульсы» 0,5 Picosecond Duration Beam. Объект также предоставляет комплексный набор диагностики оптической, частицы и рентгеновской плазмы, чтобы понять условия плазмы, созданные с помощью лазерного взаимодействия. ^{[ 3 ]} ^{[ 4 ]}

Орион играет ключевую роль в основной миссии AWE по поддержке безопасности, надежности и эффективности ядерных боеголовок на протяжении всего их жизненного цикла под ратификацией Великобритании комплексного договора о запрете на тесты (CTBT), который запрещает живое тестирование. ^{[ 4 ]} ^{[ 5 ]} Он может повторить экстремальные температуры, давления и плотности, обнаруженные в основе ядерного взрыва для исследования, и понимать физические явления, которые происходят в этих средах. ^{[ 6 ]}

Орион также посвящает долю своего времени для совместных академических исследований в Великобритании и на международном уровне, которое управляется в процессе академического обзора центральной лазерной установкой в лаборатории Резерфорда . ^{[ 6 ]} Академические исследования варьируются от условий, относящихся к инерционной энергии слияния, физики планетарной и солнечной энергии, высокоэнергетического ускорения частиц, черных дыр и многого другого.

История

AWE (формально Awre, учреждение по исследованию атомного оружия) - это министерство оборонных исследований. Он играет ключевую роль в британской ядерной обороне благодаря своей обширной программе на складе, проверяя надежность и поддержание ядерного оружия страны без использования ядерных испытаний в эпоху CTBT. ^{[ 5 ]} AWRE попал под управление министерством обороны в 1973 году и объединился с двумя заводами Королевских боеприпасов, чтобы сформировать учреждение атомного оружия в 1987 году. ^{[ 1 ]}

Awre были ранними игроками в исследованиях и разработках лазеров в Великобритании. Он создал свою мощную лазерную группу в 1962 году, чтобы исследовать широкий спектр лазеров и связанных с ними мощных технологий, которые могут соответствовать программе AWRE. ^{[ 7 ]} Потенциал лазеров для склада в 1970-х годах был реализован в 1970-х годах ученом AWRE Брайаном Томасом, который постулировал свою способность измерять менее понятные аспекты радиационной гидродинамики и свойства материала. Так началось применение лазерных методов в программе AWRE.

Инвестиции в мощные лазеры продолжались в рамках обязательства Великобритании быть ответственным государством ядерного оружия, продолжающейся безопасностью и запасом. Для AWRE было важно владеть собственной лазерной способностью и строительством Хелен (высокоэнергетический лазерный, воплощающий неодим), предшественник Ориона, был завершен в 1976 году. Объект работал в течение почти тридцати лет, прежде чем его заменили. ^{[ 7 ]}

Считалось, что многие возможности сменили Хелен, но экспериментальные условия, необходимые для различных экспериментальных интересов AWE, и лазерных параметров, необходимых для их доставки, сыграли ключевую роль в оправдании развития Ориона. ^{[ 7 ]}

Кроме того, разработка амплификации чирпного импульса , методика усиления пикосекундных лазерных импульсов до уровня PW, позволила проектировать доступное лазерное средство с ультра-высокой мощностью, способное достичь соответствующих условий для таких экспериментов, одновременно предлагая возможность сотрудничества. ^{[ 7 ]}

AWE, проведенные технико -экономическими обоснованиями дизайна Orion в период с 2003 по 2004 год, и в 2005 году было одобрено министерством обороны. Формальный проект, включая строительство, установку и начальную демонстрационную фазу, был завершен в 2010 году в рамках бюджета в 170 миллионов фунтов стерлингов. Полем Орион стал полностью работой в 2013 году. ^{[ 4 ]}^{[ 7 ]}

Описание

Orion может доставлять до 10 «длинных импульсных» лучей, каждый из которых доставляет 500 J при 351 нм за одну наносекунду с гибкой формированием импульсов и двумя «коротки Пикосекунда (1 PW). ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Эти балки сосредоточены на цели в вакуумной камере диаметром 4 метра Ориона (13 футов). Эта двойная импульсная конструкция обеспечивает сжатие мишени с помощью длиннопульсных пучков, нагрев-мишени с одним коротким импульсом и диагнозом со вторым коротким импульсом. ^{[ 7 ]}

Orion также содержит обширный набор оптической, рентгеновской, заряженной частичной и нейтронной диагностики, многие из которых развертываемые в диагностических устройствах вставки. ^{[ 3 ]}

Орион работает под моделью «директора« выстрел », где один человек отвечает за все аспекты лазерного выстрела. Это обеспечивает более высокий уровень надзора и контроля операций, чтобы обеспечить безопасное и точное и точно. ^{[ 7 ]}

Орион также был обновлен в соответствии с требованиями пользователей. Продолжительность балок «длинного импульса» была продлена с 5 до 10 нс, а возможность задержать линии балок по сравнению с другими. Одна из коротких пульсных линий лучами удливается (при уменьшенной апертуре), чтобы привести к увеличению контраста, позволяя Ориону генерировать ~ 200 импульсов TW с контрастом ~ 10 ¹⁸, самый высокий контраст любого объекта по всему миру. ^{[ 4 ]}^{[ 7 ]}

Исследовать

В то время как основное использование Orion находится под страхом для страха для ядерного запасного управления в рамках CTBT, исследования на объекте простираются во многих дисциплинах, от физики материаловедения и физики плазмы до разработки методов для улучшения нашего понимания лазерной науки. ^{[ 6 ]} ^{[ 8 ]}

Учреждение также посвящает 15% своего времени академическим исследованиям. ^{[ 9 ]} Академический доступ к Ориону организуется в рамках процесса обзора, управляемого через панель доступа к центральному лазерному лазерному объекту. Orion также является частью Laserlab Europe, инициативы, направленной на предоставление европейскому исследовательскому сообществу доступ к лазерным объектам по всему континенту и участвовать в разработке совместной технологии. ^{[ 7 ]}

AWE координирует ряд научных сотрудничества по всей Великобритании и на международном уровне. Например, в нем организовано тесное партнерство с исследовательской группой Оксфордского университета , Оксфордским центром науки о высокой плотности энергии (Oxcheds), в котором изучаются вопросы при экстремальных температурах и условиях давления. ^{[ 10 ]} Помимо получения доступа к лазеру Orion At Ate, Oxcheds также выигрывают от SPENSORSHIP ряд студентов и ученых в исследовательской группе. ^{[ 11 ]} Аналогичная договоренность может быть найдена с помощью Plasma Physame Group Imperial College London для экспериментов в таких областях, как исследования радиационного астрофизического шока. ^{[ 7 ]}

Другое сотрудничество включает в себя тех, кто имеет передовые лазерные объекты в мире, например, национальный объект зажигания в США и вулканский лазерный объект на центральном лазерном объекте. ^{[ 2 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Наша история - благоговение» .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} "Orion Laser - страх" .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} "Orion Laser - страх" .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} 4. Hopps, Nicholas et al. «Комплексное описание лазерного объекта Orion», Plasma Physics and Controlsed Fusion, 57 (06402) (2015)
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Ядерное сдерживание Великобритании: что вам нужно знать» .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} "CLF Orion: Academic Access" .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я ^Дж ^k 7. Danson, Colin et al. История исследований и разработок лазерных и разработок с высокой властью в Соединенном Королевстве. Издательство Кембриджского университета. (2021)
^ "Orion Publications - страх" .
^ «Открытие лазера Orion другим пользователям - трепет» .
^ «Оксфордский центр по науке о плотности высокой энергии (Oxcheds)» .
^ "Студенческая конференция по физике 2021 года" . 18 мая 2021 года.

Внешние ссылки

Как Орион используется учеными

Академический доступ к Ориону

51 ° 22′N 1 ° 08′W / 51,36 ° N 1,14 ° W / 51,36; -1.14

[one-1] Jump up to: ^а ^{беременный} «Наша история - благоговение» .

[two-2] Jump up to: ^а ^{беременный} "Orion Laser - страх" .

[three-3] Jump up to: ^а ^{беременный} "Orion Laser - страх" .

[four-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} 4. Hopps, Nicholas et al. «Комплексное описание лазерного объекта Orion», Plasma Physics and Controlsed Fusion, 57 (06402) (2015)

[five-5] Jump up to: ^а ^{беременный} «Ядерное сдерживание Великобритании: что вам нужно знать» .

[six-6] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} "CLF Orion: Academic Access" .

[seven-7] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час ^я ^Дж ^k 7. Danson, Colin et al. История исследований и разработок лазерных и разработок с высокой властью в Соединенном Королевстве. Издательство Кембриджского университета. (2021)

[eight-8] "Orion Publications - страх" .

[nine-9] «Открытие лазера Orion другим пользователям - трепет» .

[10] «Оксфордский центр по науке о плотности высокой энергии (Oxcheds)» .

[11] "Студенческая конференция по физике 2021 года" . 18 мая 2021 года.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]