Национальная установка зажигания
Национальная установка зажигания ( NIF ) — это лазере (ICF), основанное на исследовательское устройство инерционного термоядерного синтеза , расположенное в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе, Калифорния , США. Миссия NIF – добиться термоядерного воспламенения с высоким выигрышем в энергии . был достигнут первый случай научного контролируемого термоядерного синтеза с коэффициентом выигрыша в энергии 1,5. В эксперименте 5 декабря 2022 года [1] [2] Он поддерживает обслуживание и проектирование ядерного оружия , изучая поведение материи в условиях ядерных взрывов. [3]
NIF — самое большое и мощное устройство ICF, созданное на сегодняшний день. [4] Основная концепция ICF заключается в сжатии небольшого количества топлива для достижения давления и температуры, необходимых для термоядерного синтеза. В НИФ находится самый мощный в мире лазер . Лазер нагревает внешний слой небольшой сферы. Энергия настолько интенсивна, что заставляет сферу взорваться, сжимая топливо внутри. Имплозия достигает максимальной скорости 350 км/с (0,35 мм/нс). [5] повышение плотности топлива примерно с плотности воды примерно в 100 раз выше плотности свинца . Доставка энергии и адиабатический процесс при имплозии повышают температуру топлива до сотен миллионов градусов. При таких температурах процессы термоядерного синтеза происходят за крошечный промежуток времени, прежде чем топливо взорвется наружу.
Строительство НИФ началось в 1997 году. НИФ был завершен на пять лет позже графика и стоил почти в четыре раза больше первоначального бюджета. 31 марта 2009 года строительство было сертифицировано Министерством энергетики США как завершенное . [6] Первые масштабные эксперименты были проведены в июне 2009 года. [7] а первые «эксперименты по комплексному зажиганию» (в ходе которых проверялась мощность лазера) были объявлены завершенными в октябре 2010 года. [8]
С 2009 по 2012 год эксперименты проводились в рамках Национальной кампании по воспламенению с целью добиться воспламенения сразу после того, как лазер достигнет полной мощности, где-то во второй половине 2012 года. Кампания официально завершилась в сентябре 2012 года, примерно в 1 ⁄ 10 условий, необходимых для воспламенения. [9] [10] После этого NIF использовался в основном для исследования материалов и оружия. В 2021 году, после усовершенствований конструкции топливной мишени, NIF произвел 70% энергии лазера, побив рекорд, установленный в 1997 году реактором JET , на уровне 67% и добившись горения плазмы . [11] 5 декабря 2022 года, после дальнейших технических усовершенствований, NIF достиг «зажигания», или научной безубыточности , достигнув выхода энергии 154%. впервые [12]
Основы термоядерного синтеза инерционным удержанием с
Устройства инерционного термоядерного синтеза (ICF) используют интенсивную энергию для быстрого нагрева внешних слоев мишени с целью ее сжатия. В водородной бомбе это обеспечивается ядерным взрывчатым веществом. В устройствах без деления источники энергии включают лазерные лучи и пучки частиц. [13]
Мишенью является небольшая сферическая таблетка, содержащая несколько миллиграммов термоядерного топлива, обычно смесь дейтерия (D) и трития (Т), поскольку этот состав имеет самую низкую температуру воспламенения. [13]
Несколько лазерных лучей нагревают поверхность гранулы до образования плазмы , которая взрывается от поверхности. Остальная часть гранулы загоняется внутрь со всех сторон, в небольшой объем чрезвычайно высокой плотности. Поверхностный взрыв создает ударные волны , которые движутся внутрь. В центре топлива небольшой объем дополнительно нагревается и сжимается. Когда температура и плотность достаточно высоки, происходят реакции синтеза. [14] Энергия должна доставляться быстро и распределяться чрезвычайно равномерно по внешней поверхности цели, чтобы сжимать топливо симметрично. [15]
В результате реакций высвобождаются частицы высокой энергии, некоторые из которых, в первую очередь альфа-частицы , сталкиваются с несгоревшим топливом и нагревают его дальше, потенциально вызывая дополнительный термоядерный синтез. В то же время топливо также теряет тепло из-за потерь рентгеновского излучения и горячих электронов, покидающих область топлива. Таким образом, скорость альфа-нагрева должна быть больше, чем скорость потерь, называемая бутстрэппингом . [16] При правильных условиях — достаточно высокой плотности, температуре и продолжительности — бутстрэппинг приводит к цепной реакции , выгорающей наружу от центра. Это известно как воспламенение , при котором значительная часть топлива плавится и выделяется большое количество энергии. [17]
По состоянию на 1998 год в большинстве экспериментов ICF использовались лазерные драйверы. Были изучены и другие движущие силы, такие как тяжелые ионы, приводимые в движение ускорителями частиц . [18] [19]
Дизайн [ править ]
Система [ править ]
С 2004 года NIF использовал метод работы с непрямым приводом, при котором лазер нагревает небольшой металлический цилиндр, окружающий капсулу внутри него. Тепло заставляет цилиндр, известный как хольраум (по-немецки «полая комната» или полость), повторно излучать энергию в виде рентгеновских лучей еще более высокой частоты , которые еще более равномерно распределены и симметричны. Экспериментальные системы, в том числе лазеры OMEGA и Nova , подтвердили этот подход. [20] Высокая мощь НИФ поддерживает гораздо более масштабную цель; базовая конструкция гранул составляет около 2 мм в диаметре. Он охлажден примерно до 18 кельвинов (-255 ° C) и покрыт слоем замороженного дейтерий-тритиевого (ДТ) топлива. Полая внутренняя часть содержит небольшое количество газа DT. [21]
В типичном эксперименте лазер генерирует 3 МДж инфракрасной лазерной энергии из 4 возможных. Около 1,5 МДж остается после преобразования в УФ, а еще 15 процентов теряется в хольрауме. Около 15 процентов полученных рентгеновских лучей (около 150 кДж) поглощаются внешними слоями мишени. [22] Связь между капсулой и рентгеновскими лучами осуществляется с потерями, и в конечном итоге в топливе выделяется лишь от 10 до 14 кДж энергии. [23]
Топливо в центре мишени сжимается до плотности около 1000 г/см. 3. [24] Для сравнения, свинец имеет плотность около 11 г/см. 3 ). Давление эквивалентно 300 миллиардам атмосфер . [16]
На основании моделирования ожидалось, что [ когда? ] что будет высвобождено около 20 МДж термоядерной энергии, в результате чего чистый прирост энергии термоядерного синтеза, обозначенный Q , составит около 15 (выходящая энергия термоядерного синтеза / входная энергия УФ-лазера). [22] Ожидается, что усовершенствования как в лазерной системе, так и в конструкции Хольраума увеличат энергию, поглощаемую капсулой, примерно до 420 кДж (и, следовательно, возможно, до 40–50 в самом топливе), что, в свою очередь, может генерировать до 100–150 МДж энергии. энергия термоядерного синтеза. [24] Базовая конструкция обеспечивает максимальное выделение энергии термоядерного синтеза около 45 МДж благодаря конструкции мишенной камеры. [25] Это эквивалентно взрыву примерно 11 кг тротила . [26] Моделирование показывает, что в лучшем случае имплозия создаст максимальную энергию в 7 МДж, что значительно ниже физического предела камеры. [27]
По состоянию на 1996 год эти выходные энергии были меньше 400 МДж. [28] энергии в конденсаторах системы, питающих лазерные усилители. Чистый КПД NIF (энергия УФ-лазера, деленная на энергию, необходимую для накачки лазеров от внешнего источника) будет менее одного процента, а общий КПД от стенки до плавления в лучшем случае составляет менее 10%. Чтобы быть полезным для производства энергии, выходная мощность термоядерного синтеза должна быть как минимум на порядок больше, чем эта входная мощность. В коммерческих системах лазерного синтеза будут использоваться гораздо более эффективные твердотельные лазеры с диодной накачкой , где был продемонстрирован КПД от розетки в 10 процентов, а в рамках передовых концепций, разрабатывавшихся в 1996 году, ожидался КПД 16–18 процентов. [29]
Лазер [ править ]
По состоянию на 2010 год NIF стремился создать одну пиковую вспышку света мощностью 500 тераватт (ТВт), которая достигает цели с разных направлений за несколько пикосекунд . с импульсной ламповой накачкой В конструкции используются 192 линии луча в параллельной системе лазеров на фосфатном стекле . [30]
Чтобы гарантировать однородность выходных лучей, лазер усиливается от одного источника в системе инжекционного лазера (ILS). Все начинается с маломощной вспышки инфракрасного света с длиной волны 1053 нанометра (нм), генерируемого с примесью иттербия волоконно-оптическим лазером , называемым главным генератором. [31] Его свет разделяется и направляется на 48 модулей предусилителя (PAM). Каждый PAM осуществляет двухступенчатый процесс усиления с помощью ксеноновых ламп-вспышек . Первый каскад представляет собой регенеративный усилитель, в котором импульс повторяется от 30 до 60 раз, увеличивая его энергию с наноджоулей до десятков миллиджоулей. Второй этап четыре раза пропускает свет через схему, содержащую усилитель из неодимового стекла, аналогичный (но гораздо меньший по размеру) тем, которые используются в основных лучах, увеличивая миллиджоули примерно до 6 джоулей. По данным LLNL, разработка PAM была одной из основных задач. Последующие улучшения позволили им превзойти первоначальные цели проектирования. [32]
Основное усиление происходит в серии стеклянных усилителей, расположенных на одном конце лучей. Перед срабатыванием усилители сначала оптически накачиваются 7680 лампами-вспышками. Лампы питаются от конденсаторной батареи емкостью 400 МДж (110 кВтч). Когда волновой фронт проходит через них, усилители выделяют часть накопленной в них энергии в луч. Лучи четыре раза проходят через основной усилитель с помощью оптического переключателя , расположенного в зеркальном резонаторе. Эти усилители повышают первоначальные 6 Дж до номинальных 4 МДж. [14] Учитывая временной масштаб в несколько наносекунд, пиковая мощность УФ-излучения, доставляемая к цели, достигает 500 ТВт. [33]
Рядом с центром каждого луча, занимая большую часть общей длины, расположены пространственные фильтры . Они состоят из длинных трубок с небольшими телескопами на конце, которые фокусируют луч в крошечную точку в центре трубы, где маска отсекает любой рассеянный свет за пределами фокусной точки. Фильтры гарантируют, что изображение луча будет чрезвычайно однородным. Пространственные фильтры стали большим шагом вперед. Они были представлены в лазере «Циклоп» , более раннем эксперименте LLNL. [34]
Общая длина пути, по которому проходит лазерный луч, включая переключатели, составляет около 1500 метров (4900 футов). Различные оптические элементы в лучевых линиях обычно упакованы в сменные блоки линии (LRU), стандартизированные коробки размером с торговый автомат , которые можно вытащить из лучевой линии для замены снизу. [35]
После завершения усиления свет снова переключается на луч, где он проходит в дальний конец здания к целевой камере. Мишенная камера представляет собой составную стальную сферу диаметром 10 метров (33 фута) и весом 130 000 кг (290 000 фунтов). [36] Непосредственно перед достижением целевой камеры свет отражается от зеркал на распределительном устройстве и в целевой зоне, чтобы поразить цель с разных направлений. Поскольку длина пути от задающего генератора до цели различна для каждой линии луча, оптика используется для задержки света, чтобы гарантировать, что все они достигнут центра с разницей в несколько пикосекунд друг от друга. [37]
Одним из последних шагов перед достижением целевой камеры является преобразование инфракрасного (ИК) света с длиной волны 1053 нм в ультрафиолетовый (УФ) с длиной волны 351 нм в устройстве, известном как преобразователь частоты . [38] Они изготовлены из тонких листов (толщиной около 1 см), вырезанных из монокристалла дигидрофосфата калия . Когда свет с длиной волны 1053 нм (ИК) проходит через первый из двух этих листов, сложение частот преобразует большую часть света в свет с длиной волны 527 нм (зеленый). При прохождении через второй лист комбинация частот преобразует большую часть света с длиной волны 527 нм и оставшийся свет с длиной волны 1053 нм в свет с длиной волны 351 нм (УФ). Инфракрасный (ИК) свет гораздо менее эффективен, чем УФ, при нагреве мишени, поскольку ИК-излучение сильнее взаимодействует с горячими электронами , которые поглощают значительное количество энергии и мешают сжатию. Процесс преобразования может достигать пиковой эффективности около 80 процентов для лазерного импульса, который имеет плоскую временную форму, но временная форма, необходимая для зажигания, значительно варьируется в зависимости от продолжительности импульса. Фактический процесс преобразования имеет эффективность около 50 процентов, что снижает подаваемую энергию до номинальных 1,8 МДж. [39]
По состоянию на 2010 год одним из важных аспектов любого исследовательского проекта ICF было обеспечение своевременного проведения экспериментов. Предыдущим устройствам обычно приходилось охлаждаться в течение многих часов, чтобы лампы-вспышки и лазерное стекло могли восстановить свою форму после обжига (из-за теплового расширения), что ограничивало их использование одним или меньшим количеством обжигов в день. Одной из целей NIF было сократить это время до менее четырех часов, чтобы можно было проводить 700 стрельб в год. [40]
Другие концепции [ править ]
NIF также изучает новые типы целей. В предыдущих экспериментах обычно использовались пластиковые абляторы , обычно полистирол (СН). Мишени НИФ создаются путем покрытия пластиковой формы слоем напыленного бериллия или сплава бериллия и меди с последующим окислением пластика из центра. [41] [42] Бериллиевые мишени обеспечивают более высокую эффективность имплозии за счет рентгеновского излучения. [43]
Хотя NIF изначально разрабатывался как устройство непрямого привода, энергия лазера по состоянию на 2008 год была достаточно высокой, чтобы его можно было использовать в качестве системы прямого привода, где лазер светит прямо на цель без преобразования в рентгеновские лучи. По оценкам, мощности, передаваемой ультрафиолетовыми лучами NIF, было более чем достаточно, чтобы вызвать воспламенение, что позволило увеличить энергию термоядерного синтеза примерно в 40 раз, что несколько выше, чем в системе непрямого привода. [44]
По состоянию на 2005 год масштабные имплозии лазера OMEGA и компьютерное моделирование показали, что NIF способен воспламеняться с использованием конфигурации с полярным прямым приводом (PDD), при которой цель облучалась непосредственно лазером только сверху и снизу, без изменений в NIF. схема расположения пучка. [45]
По состоянию на 2005 год другие цели, называемые мишенями Сатурна, были специально разработаны для уменьшения анизотропии и улучшения имплозии. [46] Они имеют небольшое пластиковое кольцо вокруг «экватора» цели, которое при попадании лазера превращается в плазму. Часть лазерного света преломляется через эту плазму обратно к экватору цели, выравнивая нагрев. Считается, что возможно зажигание NIF с приростом чуть более 35 раз, что дает результаты, почти такие же хорошие, как и при полностью симметричном подходе с прямым приводом. [45]
История [ править ]
Атака, 1957 год [ править ]
История ICF в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе, Калифорния , началась с физика Джона Наколлса , который начал рассматривать эту проблему после встречи в 1957 году, организованной там Эдвардом Теллером . В ходе этих встреч возникла идея, позже известная как PACER . PACER предполагал взрыв небольших водородных бомб в больших пещерах для выработки пара, который будет преобразован в электроэнергию. Выявив проблемы с этим подходом, Наколлс задался вопросом, насколько маленькой можно сделать бомбу, которая все равно будет генерировать чистую положительную энергию. [47]
Типичная водородная бомба состоит из двух частей: бомбы деления на основе плутония, известной как первичная , и цилиндрической конструкции термоядерного топлива, известной как вторичная . Первичный излучает рентгеновские лучи, которые задерживаются внутри корпуса бомбы. Они нагревают и сжимают вторичную обмотку, пока она не воспламенится. Вторичная обмотка состоит из топлива из дейтерида лития (LiD), для которого требуется внешний источник нейтронов. Обычно это небольшая плутониевая «свеча зажигания» в центре топлива. Идея Наколлса заключалась в том, чтобы выяснить, насколько маленькой можно сделать вторичную обмотку и какое влияние это окажет на энергию, необходимую от первичной обмотки для воспламенения. Самым простым изменением является замена топлива LiD на газ DT, что устраняет необходимость в свече зажигания. Это позволяет использовать вторичные источники любого размера — по мере того, как вторичная обмотка сжимается, увеличивается и количество энергии, необходимой для воспламенения. На уровне миллиграммов уровни энергии начали приближаться к уровням, доступным через несколько известных устройств. [47]
К началу 1960-х годов Наколлс и несколько других конструкторов оружия разработали схему ICF. Топливо DT будет помещено в небольшую капсулу, предназначенную для быстрой абляции при нагревании и, таким образом, максимального сжатия и образования ударных волн. Эта капсула будет помещена в специально разработанную оболочку, хольраум, которая действует как корпус бомбы. Хольраум не нужно было нагревать рентгеновскими лучами; можно было использовать любой источник энергии, если он давал достаточно энергии для нагрева хольраума и получения рентгеновских лучей. В идеале источник энергии должен располагаться на некотором расстоянии, чтобы механически изолировать оба конца реакции. В качестве источника энергии можно использовать небольшую атомную бомбу, как в водородной бомбе, но в идеале следует использовать источники энергии меньшего размера. Используя компьютерное моделирование, команды подсчитали, что от первичной обмотки потребуется около 5 МДж энергии, чтобы генерировать луч мощностью 1 МДж. [47] Для сравнения: небольшая (0,5 кт) первичная энергия деления высвобождает 2 ТДж. [48] [49] [50]
Программа ICF, 1970 е годы -
Пока Наколлс и LLNL работали над концепциями, основанными на Хольрауме, Калифорнийского университета в Сан-Франциско физик Кейт Брюкнер независимо работал над прямым приводом. В начале 1970-х годов Брюкнер основал KMS Fusion для коммерциализации этой концепции. Это вызвало острую конкуренцию между KMS и оружейными лабораториями. Ранее игнорируемый, ICF стал горячей темой, и большинство лабораторий начали работать с ICF. [47] LLNL решила сконцентрироваться на стеклянных лазерах, в то время как другие учреждения изучали газовые лазеры, использующие углекислый газ (например, ANTARES, Национальная лаборатория Лос-Аламоса ) или KrF (например, лазер Nike , Военно-морская исследовательская лаборатория ). [51]
На этих ранних этапах большая часть понимания процесса термоядерного синтеза была результатом компьютерного моделирования, в первую очередь LASNEX . LASNEX упростил реакцию до двумерного приближения, что было всем, что было возможно при имеющихся вычислительных мощностях. По оценкам LASNEX, лазерные драйверы в диапазоне кДж могут достигать низкого коэффициента усиления, что соответствует современному уровню техники. [47] Это привело к созданию лазерного проекта «Шива», который был завершен в 1977 году. Шива далеко не достиг своих целей. Достигнутая плотность оказалась в тысячи раз меньше, чем предполагалось. Это было связано с проблемами, связанными с тем, как лазер доставлял тепло к цели. Большая часть его энергии питала электроны, а не всю массу топлива. Дальнейшие эксперименты и моделирование показали, что этот процесс можно значительно улучшить, используя более короткие волны. [52]
Дальнейшие обновления программ моделирования с учетом этих эффектов предсказывали, что другая конструкция достигнет воспламенения. Эта система представляла собой 20-лучевой лазер Nova мощностью 200 кДж . На этапе строительства Наколлс обнаружил ошибку в своих расчетах, и проверка, проведенная в октябре 1979 года под председательством бывшего директора LLNL Джона С. Фостера-младшего, подтвердила, что Нова не достигнет воспламенения. Он был модифицирован в меньшую по размеру 10-лучевую конструкцию, которая преобразовывала свет до 351 нм и повышала эффективность связи. [53] Nova смогла передать около 30 кДж энергии УФ-лазера, что примерно вдвое меньше ожидаемого, в первую очередь из-за оптического повреждения окончательной фокусирующей оптики. Даже на этих уровнях было ясно, что прогнозы термоядерного производства были ошибочными; даже при ограниченных доступных мощностях выходы термоядерного синтеза оказались намного ниже прогнозов. [ нужна ссылка ]
Халит и Центурион, год . 1978
Каждый эксперимент показывал, что энергия, необходимая для воспламенения, по-прежнему недооценивалась. Министерство энергетики (DOE) решило, что прямые эксперименты — лучший способ решить проблему, и в 1978 году они начали серию подземных экспериментов на испытательном полигоне в Неваде , в которых использовались небольшие ядерные бомбы для освещения целей ICF. Испытания были известны как Halite (LLNL) и Centurion (LANL). [54]
Основная концепция испытаний была разработана в 1960-х годах как способ разработки боеголовок противоракетной обороны . Было обнаружено, что бомбы, взрывающиеся за пределами атмосферы, испускают всплески рентгеновского излучения, которые могут повредить боеголовку противника на большом расстоянии. Чтобы проверить эффективность этой системы и разработать контрмеры для защиты боеголовок США, Агентство оборонной атомной поддержки разработало систему, которая размещала цели в конце длинных туннелей за быстро закрывающимися дверями. Двери должны были закрыться за короткий промежуток времени между приходом рентгеновских лучей и последующим взрывом. Это уберегло возвращаемые аппараты (ГН) от повреждений взрывом и позволило их осмотреть. [54]
В испытаниях ICF использовалась та же система, заменяя RV хольраумами. В ходе каждого испытания одновременно освещалось множество целей, каждая на разном расстоянии от бомбы, чтобы проверить эффект изменения освещенности. Другой вопрос заключался в том, насколько большой должна быть топливная сборка, чтобы топливо могло самонагреться в результате реакций синтеза и, таким образом, достичь воспламенения. Первоначальные данные были доступны к середине 1984 года, а испытания прекратились в 1988 году. Во время этих испытаний впервые было достигнуто зажигание. Количество энергии и размер топливных целей, необходимых для воспламенения, оказались намного выше, чем предполагалось. [55] В тот же период начались эксперименты на Нове с использованием аналогичных целей, чтобы понять их поведение при лазерном освещении, что позволило провести прямое сравнение с испытаниями бомбы. [56]
Эти данные предполагали, что для воспламенения потребуется около 10 МДж энергии рентгеновских лучей, что намного превышает то, что было рассчитано ранее. [55] [57] [58] [59] Если эти рентгеновские лучи создаются путем направления ИК-лазера на хольраум, как в Nova или NIF, тогда потребуется значительно больше энергии лазера, порядка 100 МДж. [55]
Это вызвало дебаты в сообществе ICF. [55] Одна группа предложила попытаться создать лазер такой мощности; Леонардо Маскерони и Клод Фиппс разработали новый тип лазера на фтористом водороде высокой энергии с накачкой электронами и достижением порога в 100 МДж. Другие использовали те же данные и новые версии своего компьютерного моделирования, чтобы предположить, что тщательное формирование лазерного импульса и более равномерное распространение лучей могут обеспечить зажигание с помощью лазера с мощностью от 5 до 10 МДж. [60] [61]
Эти результаты побудили Министерство энергетики запросить специальную военную установку ICF под названием «Лабораторная установка микрослияния» (LMF). LMF будет использовать драйвер мощностью порядка 10 МДж, обеспечивая мощность термоядерного синтеза от 100 до 1000 МДж. Обзор этой концепции, проведенный Национальной академией наук в 1989–1990 годах , показал, что LMF слишком амбициозен и что фундаментальную физику необходимо продолжать изучать. Они рекомендовали провести дальнейшие эксперименты, прежде чем пытаться перейти к системе мощностью 10 МДж. Тем не менее, авторы отметили: «Действительно, если бы оказалось, что для зажигания и усиления требуется драйвер мощностью 100 МДж, пришлось бы переосмыслить весь подход и обоснование ICF». [62]
Лабораторная установка микрослияния и модернизация Nova г. 1990 ,
По состоянию на 1992 год стоимость лабораторной установки микрослияния оценивалась примерно в 1 миллиард долларов. [63] LLNL первоначально представила проект с драйвером мощностью 5 МДж, 350 нм (УФ), который мог бы достичь выходной мощности около 200 МДж, что было достаточно для достижения большинства целей LMF. Стоимость этой программы оценивалась примерно в 600 миллионов долларов в 1989 финансовом году. . Дополнительные 250 миллионов долларов потребуются для повышения его мощности до 1000 МДж. Общая сумма превысит 1 миллиард долларов для достижения всех целей, поставленных Министерством энергетики. [63]
Проверка NAS привела к переоценке этих планов, и в июле 1990 года LLNL ответила модернизацией Nova, которая позволила бы повторно использовать большую часть Nova вместе с прилегающим объектом Shiva. Полученная система будет иметь гораздо меньшую мощность, чем концепция LMF, с мощностью драйвера около 1 МДж. [64] Новая конструкция включала в себя функции, которые усовершенствовали современное состояние секции драйверов, в том числе многопроходность в основных усилителях и 18 лучей (вместо 10), которые были разделены на 288 «лучей» при входе в целевую область. Планы предусматривали установку двух основных блоков лучевых линий: одного в существующей комнате с лучами Новы, а другого в старом здании Шивы по соседству, проходя через лазерный отсек и целевую зону в модернизированную целевую зону Новы. Лазеры будут выдавать около 500 ТВт за импульс длительностью 4 нс. Ожидалось, что в результате модернизации мощность термоядерного синтеза составит от 2 до 10 МДж. По первоначальным оценкам 1992 года стоимость строительства составила около 400 миллионов долларов, строительство велось с 1995 по 1999 год. [63]
НИФ, 1994 [ править ]
На протяжении всего этого периода окончание « холодной войны» привело к кардинальным изменениям в финансировании и приоритетах обороны. Политическая поддержка ядерного оружия снизилась, а соглашения о вооружениях привели к сокращению количества боеголовок и меньшему количеству проектных работ. США столкнулись с перспективой потерять поколение разработчиков ядерного оружия, способных поддерживать существующие запасы или разрабатывать новое оружие. [65] В то же время в 1996 году был подписан Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (CNTB), который запретил все испытания критичности и затруднил разработку новых поколений ядерного оружия.
В результате этих изменений возникла Программа управления запасами и запасами (SSMP), которая, среди прочего, включала средства на разработку методов проектирования и создания ядерного оружия без необходимости проведения его взрывных испытаний. В ходе серии встреч, начавшихся в 1995 году, между лабораториями было заключено соглашение о разделении усилий по SSMP. Важной частью этого будет подтверждение компьютерных моделей с использованием экспериментов ICF с низкой доходностью. Обновление Новы было слишком маленьким, чтобы его можно было использовать для этих экспериментов. [66] [а] Редизайн превратился в NIF в 1994 году. Ориентировочная стоимость проекта осталась почти в 1 миллиард долларов, и он был завершен в 2002 году. [67]
Несмотря на соглашение, большая стоимость проекта в сочетании с прекращением аналогичных проектов в других лабораториях вызвала критические комментарии со стороны ученых из других лабораторий, Сандиаских национальных лабораторий в частности из . В мае 1997 года ученый из Сандии Рик Спилман публично заявил, что у NIF «практически нет внутренней экспертной оценки по техническим вопросам» и что «Ливермор, по сути, выбрал комиссию для самостоятельной проверки». [68] Отставной менеджер Sandia Боб Пуэрифой был еще более резок, чем Спилман: «NIF бесполезен… его нельзя использовать для поддержания запасов, и точка». [69] Рэй Киддер , один из первых разработчиков концепции ICF в LLNL, также подвергся резкой критике. В 1997 году он заявил, что его основная цель заключалась в «наборе и поддержании штата теоретиков и экспериментаторов» и что, хотя некоторые экспериментальные данные окажутся полезными для разработки оружия, различия в экспериментальной установке ограничивают их актуальность. «Физика в некоторой степени та же, но детали, «в чем кроется дьявол», совершенно разные. Поэтому было бы также неправильно предполагать, что НИФ сможет в долгосрочной перспективе содержать штат дизайнеров и инженеров оружия. с компетентностью в детальном проектировании, сравнимой с компетентностью тех, кто сейчас работает в лабораториях по проектированию оружия». [70]
В 1997 году Виктор Рейс, помощник министра обороны по программам Министерства энергетики и главный архитектор SSMP, защищал программу, сообщая Комитету Палаты представителей США по вооруженным силам , что NIF «был разработан для того, чтобы впервые в лабораторных условиях производить условия температуры и плотности материя, близкая к той, которая возникает при детонации ядерного оружия. Возможность изучать поведение материи, а также передачу энергии и радиации в этих условиях является ключом к пониманию основ физики ядерного оружия и прогнозированию его характеристик без подземных ядерных испытаний. " [71] В 1998 году две группы JASON, состоящие из научных и технических экспертов, заявили, что NIF является наиболее ценной с научной точки зрения из всех программ, предложенных для научно обоснованного управления запасами. [72]
Несмотря на первоначальную критику, Сандия, как и Лос-Аламос, поддержала развитие многих технологий NIF. [73] и обе лаборатории позже [ когда? ] стали партнерами NIF в Национальной кампании за воспламенение. [74]
Строительство первого энергоблока, гг . 1994–1998
Работа над NIF началась с создания единственного демонстратора Beamlet. Beamlet успешно работал в период с 1994 по 1997 год. Затем его отправили в Национальные лаборатории Сандиа в качестве источника света в их Z-машину . Затем последовал полноразмерный демонстратор в AMPLAB, который начал свою работу в 1997 году. [75] Официальное открытие основного сайта НИФ состоялось 29 мая 1997 года. [76]
В то время Министерство энергетики оценивало, что NIF будет стоить примерно 1,1 миллиарда долларов и еще 1 миллиард долларов на соответствующие исследования и будет завершен уже в 2002 году. [77] Позже, в 1997 году, Министерство энергетики одобрило дополнительное финансирование в размере 100 миллионов долларов и перенесло срок эксплуатации на 2004 год. Еще в 1998 году в публичных документах LLNL говорилось, что общая стоимость составила 1,2 миллиарда долларов, при этом первые восемь лазеров были введены в эксплуатацию в 2001 году, а полное завершение - в 2003 году. . [78]
Один только физический масштаб объекта усложнил проект строительства. К моменту завершения строительства «обычного объекта» (корпуса для лазера) в 2001 году было выкопано более 210 000 кубических ярдов грунта, залито более 73 000 кубических ярдов бетона, завезено 7600 тонн стальной арматуры. было установлено и возведено более 5000 тонн металлоконструкций. Чтобы изолировать лазерную систему от вибрации, фундамент каждого лазерного отсека был сделан независимым от остальной конструкции. Плиты толщиной три фута, длиной 420 футов и шириной 80 футов требовали непрерывной заливки бетона для достижения своих характеристик. [79]
В ноябре 1997 года шторм Эль-Ниньо за два часа выпал на два дюйма дождя, затопив территорию НИФ 200 000 галлонами воды всего за три дня до запланированной заливки фундамента. Земля была настолько мокрой, что каркас подпорной стены просел на шесть дюймов, что заставило команду разбирать и собирать его заново. [79] возрастом 16 000 лет Строительство было остановлено в декабре 1997 года, когда были обнаружены кости мамонта . Были вызваны палеонтологи, чтобы удалить и сохранить кости, что отложило строительство на четыре дня. [80]
Возникло множество задач в области исследований и разработок, технологических и инженерных задач, таких как создание мощностей по производству оптики для поставки лазерного стекла для оптики NIF размером 7500 метров. Современные методы оптических измерений, нанесения покрытий и отделки были разработаны для того, чтобы противостоять воздействию высокоэнергетических лазеров NIF, а также методы усиления лазерных лучей до необходимого уровня энергии. [81] Стекло непрерывной разливки, быстрорастущие кристаллы, инновационные оптические переключатели и деформируемые зеркала были среди технологических инноваций, разработанных NIF. [82]
Сандиа, обладающий обширным опытом в области подачи импульсной энергии, спроектировал батареи конденсаторов, используемые для питания ламп-вспышек, и завершил строительство первого блока в октябре 1998 года. К всеобщему удивлению, в модулях формирования импульсного питания (PCM) возникли неисправности конденсаторов, которые привели к взрывам. Это потребовало перепроектирования модуля, чтобы удержать мусор, но, поскольку бетон уже был залит, новые модули были настолько плотно упакованы, что обслуживание на месте было невозможно. Последовала еще одна модернизация, на этот раз позволившая извлекать модули из отсеков для обслуживания. [53] Продолжающиеся проблемы еще больше задержали операции, и в сентябре 1999 года в обновленном отчете Министерства энергетики говорилось, что NIF требуется еще до 350 миллионов долларов, а завершение проекта произойдет только в 2006 году. [77]
Перебазировка и отчет GAO, гг . 1999–2000
На протяжении всего этого периода о проблемах с НИФ не сообщалось вышестоящему руководству. В 1999 году тогдашний министр энергетики Билл Ричардсон сообщил Конгрессу, что NIF выполнил сроки и бюджет, как сообщили руководители проекта. В августе того же года выяснилось, что ни одно из утверждений не близко к истине. [83] Как позже отметила Счетная палата правительства (GAO): «Более того, бывший директор лазерной лаборатории, который курировал NIF и всю другую лазерную деятельность, заверил руководителей лаборатории, Министерство энергетики, университет и Конгресс, что проект NIF адекватно финансируется и укомплектован персоналом и продолжал работать в соответствии с расходами и графиком, даже несмотря на то, что его проинформировали о явных и растущих доказательствах того, что у NIF есть серьезные проблемы». [77] В январе 2000 года рабочая группа Министерства энергетики сообщила Ричардсону, что «организациям проекта NIF не удалось внедрить процедуры и процессы управления программами и проектами, соизмеримые с крупным проектом исследований и разработок... [и это] ...никто не получает проходного балла. оценка по управлению NIF: не офис оборонных программ Министерства энергетики, не Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса и не Калифорнийский университет». [84]
Учитывая бюджетные проблемы, Конгресс США запросил независимую проверку GAO. В августе 2000 года они представили критический отчет, в котором оценивались затраты, вероятно, в 3,9 миллиарда долларов, включая НИОКР, и что строительство объекта вряд ли будет завершено в срок. [77] [85] В отчете отмечались проблемы управления перерасходом средств и критиковалась программа за неспособность предусмотреть в бюджете деньги на изготовление мишеней, включив их в эксплуатационные расходы вместо разработки. [83]
В 2000 году Министерство энергетики начало комплексную «пересмотр исходных показателей» из-за технических задержек и проблем управления проектом и соответствующим образом скорректировало график и бюджет. Джон Гордон , национальный администратор по ядерной безопасности, заявил: «Мы подготовили подробную восходящую стоимость и график завершения проекта NIF... Независимая оценка подтверждает нашу позицию о том, что команда управления NIF добилась значительного прогресса и решила предыдущие проблемы». [86] В отчете их бюджетная смета была пересмотрена до 2,25 миллиарда долларов, не включая соответствующие исследования и разработки, в результате чего общая сумма выросла до 3,3 миллиарда долларов, а дата завершения была перенесена на 2006 год, а первые линии были введены в эксплуатацию в 2004 году. [87] [88] Последующий отчет, опубликованный в следующем году, увеличил бюджет до 4,2 миллиарда долларов, а дату завершения — до 2008 года.
У проекта новая управленческая команда [89] [90] в сентябре 1999 года его возглавил Джордж Миллер , который был назначен исполняющим обязанности заместителя директора по лазерам. Эд Мозес , бывший руководитель программы атомно-лазерного разделения изотопов в парах (AVLIS) в LLNL, стал менеджером проекта NIF. После этого руководство НИФ получило множество положительных отзывов, и проект соответствовал бюджетам и графикам, одобренным Конгрессом. В октябре 2010 года проект был назван «Проектом года» Институтом управления проектами , который назвал NIF «звездным примером того, как правильное применение навыков управления проектами может объединить глобальные команды для эффективной реализации проекта такого масштаба и важности». ." [91]
строительства, 2003–2009 гг Испытания и завершение .
В мае 2003 года NIF добился «первого света» на пучке из четырех лучей, создав ИК-импульс мощностью 10,4 кДж в одном луче. [40] В 2005 году первые восемь лучей произвели 153 кДж ИК-излучения, затмив OMEGA как лазер с самой высокой энергией на планете (за импульс). К январю 2007 года все LRU в Главном генераторном зале (MOOR) были готовы, и компьютерный зал был установлен. К августу 2007 года было завершено и введено в эксплуатацию 96 лазерных линий, и «общая инфракрасная энергия составила более 2,5 мегаджоулей. Это более чем в 40 раз больше, чем обычно работал лазер Nova в то время, когда он был самым большим лазером в мире». . [92]
В 2005 году независимый обзор JASON Defense Advisory Group , который был в целом положительным, пришел к выводу, что «Научные и технические проблемы в такой сложной деятельности предполагают, что успех в первых попытках воспламенения в 2010 году, хотя и возможен, маловероятен». [93] 26 января 2009 года был установлен последний линейный сменный блок (ЛРУ), [94] неофициально завершающее строительство. [95] 26 февраля 2009 г. НИФ выпустил в мишенную камеру все 192 лазерных луча. [96] 10 марта 2009 года NIF стал первым лазером, преодолевшим мегаджоулевой барьер, доставив 1,1 МДж ультрафиолетового света, известного как 3ω (от генерации третьей гармоники ), в центр целевой камеры в виде импульса зажигания определенной формы. [97] Основной лазер излучал 1,952 МДж ИК-излучения. [98]
Операции, 2009–2012 . гг
29 мая 2009 года на церемонии открытия НИФ присутствовали тысячи людей. [99] Первые лазерные выстрелы по мишени в Хольрауме были произведены в конце июня. [7]
Подготовка к основным экспериментам 2010 г. ,
28 января 2010 года NIF сообщил о доставке импульса мощностью 669 кДж в золотой хольраум , что побило рекорды по подаче мощности лазера, и анализ показал, что предполагаемое вмешательство генерируемой плазмы не будет проблемой для зажигания реакции термоядерного синтеза. [100] [101] Из-за размера тестовых хольраумов в результате взаимодействия лазера и плазмы образовались плазменно-оптические решетки, действующие как крошечные призмы, которые создавали симметричное рентгеновское излучение на капсуле внутри хольраума. [101]
Постепенно изменив длину волны лазера, ученые равномерно сжали сферическую капсулу и нагрели ее до 3,3 миллиона кельвинов (285 эВ). [102] Капсула содержала криогенно охлажденный газ, заменивший дейтериевые и тритиевые топливные капсулы, которые будут использоваться позже. [101] Руководитель группы физики плазмы Зигфрид Гленцер сказал, что они могут поддерживать точные слои топлива, необходимые в лаборатории, но еще не в лазерной системе. [102]
По состоянию на январь 2010 года NIF достиг 1,8 мегаджоулей. Затем мишенную камеру необходимо было оборудовать щитами для блокировки нейтронов . [100]
Национальная кампания зажигания 2010–2012 . гг
После завершения основного строительства NIF начал Национальную кампанию по воспламенению (NIC), чтобы добиться возгорания. В то время в научных журналах появились статьи о том, что возгорание неизбежно. Scientific American открыл обзорную статью 2010 года заявлением: «Возгорание уже близко. Через год или два…» [103]
Первое испытание было проведено 8 октября 2010 года при мощности чуть более 1 МДж. Однако проблемы замедлили движение к лазерным энергиям уровня зажигания в диапазоне 1,4–1,5 МДж. [ нужна ссылка ]
Одной из проблем была возможность повреждения от перегрева из-за большей концентрации энергии на оптических компонентах. [104] Другие проблемы включали проблемы с наслоением топлива внутри мишени и незначительное количество пыли на поверхности капсулы. [105]
Уровень мощности продолжал расти, а цели становились все более изощренными. Затем небольшое количество водяного пара появилось в целевой камере и замерзло до окон на концах хольраума, вызвав асимметричный взрыв. Проблема была решена добавлением второго слоя стекла с обеих сторон, что фактически создало смотровое окно . [105]
Производство остановлено с февраля по апрель 2011 года для проведения экспериментов с материалами SSMP. Затем НИФ был модернизирован, усовершенствовав диагностические и измерительные приборы. Была добавлена система Advanced Radiographic Capability (ARC), которая использует 4 из 192 лучей NIF в качестве подсветки для визуализации последовательности взрыва. ARC — это, по сути, лазер петаваттного класса с пиковой мощностью, превышающей квадриллион (10 15 ) Вт. Он предназначен для получения более ярких, более проникающих рентгеновских лучей с более высокой энергией. ARC стал в мире короткоимпульсным лазером с самой высокой энергией, способным создавать лазерные импульсы пикосекундной длительности для производства энергичных рентгеновских лучей в диапазоне 50–100 кэВ. [106]
Запуски NIC возобновились в мае 2011 года с целью более точного определения времени четырех лазерных ударных волн, сжимающих термоядерную мишень. [ нужна ссылка ]
В январе 2012 года Майк Данн, директор энергетической программы лазерного синтеза NIF, предсказал, что воспламенение будет достигнуто в NIF к октябрю. [107] В том же месяце НИФ произвел рекордное количество выстрелов — 57. [108] 15 марта НИФ произвел лазерный импульс пиковой мощностью 411 ТВт. [109] 5 июля он дал более короткий импульс в 1,85 МДж и увеличенную мощность на 500 ТВт. [110]
Отчет Министерства энергетики, 19 июля 2012 г. [ править ]
NIC периодически пересматривался. Шестой обзор опубликован 19 июля 2012 г. [111] В отчете высоко оценено качество установки: лазеров, оптики, мишеней, диагностики и операций. Однако:
- Однако общий вывод, основанный на этом обширном периоде экспериментов, заключается в том, что необходимо преодолеть значительные препятствия, чтобы достичь воспламенения или цели наблюдения однозначного альфа-нагревания. Действительно, рецензенты отмечают, что, учитывая неизвестные при нынешнем «полуэмпирическом» подходе, вероятность возгорания до конца декабря чрезвычайно низка, и даже цель продемонстрировать однозначный альфа-нагрев является сложной задачей. [111] : 2
Кроме того, в отчете выражается глубокая обеспокоенность тем, что различия между наблюдаемой производительностью и кодами моделирования означают, что существующие коды имеют ограниченную полезность. В частности, они обнаружили недостаточную предсказательную способность радиационного привода к капсуле и неадекватно смоделированные лазерно-плазменные взаимодействия. Давление достигало лишь половины-трети от необходимого для воспламенения, что намного ниже прогнозируемых значений. В записке обсуждалось смешивание материала аблятора и топлива капсулы, вероятно, из-за гидродинамической нестабильности внешней поверхности аблятора. [111]
В отчете предлагалось использовать более толстый аблятор, хотя это увеличило бы его инерцию. Для сохранения необходимой скорости имплозии они предложили увеличить энергию НИФ до 2 МДж. Возник вопрос, достаточно ли энергии для сжатия достаточно большой капсулы, чтобы избежать ограничения смеси и достичь воспламенения. [112] В отчете сделан вывод, что возгорание в 2012 календарном году «крайне маловероятно». [111]
Официально NIC прекратил свое существование 30 сентября 2012 года. В сообщениях СМИ говорилось, что NIF сместит свое внимание на исследование материалов. [113] [114]
В 2008 году LLNL начала программу Laser Inertial Fusion Energy (LIFE), чтобы изучить способы использования технологий NIF в качестве основы для проектирования коммерческой электростанции. Основное внимание уделялось устройствам чистого термоядерного синтеза, включающим технологии, разработанные параллельно с NIF, которые значительно улучшат характеристики конструкции. [115] В апреле 2014 года LIFE завершилась. [115]
Безубыточность прироста топлива 2013 г. ,
Термоядерный выстрел НИФ 27 сентября 2013 г. произвел больше энергии, чем было поглощено дейтерий -тритиевым топливом. [116] Это путают с достижением « научной безубыточности ». [117] [118] определяется как энергия термоядерного синтеза, превышающая входную энергию лазера. [119] Использование этого определения дает 14,4 кДж на выходе и 1,8 МДж на входе, соотношение 0,008. [116]
Эксперименты с запасами, гг . 2013–2015
В 2013 году NIF переключил внимание на исследования материалов и оружия. В экспериментах, начавшихся в 2015 финансовом году, использовались плутониевые мишени. [120] Выстрелы плутония имитируют сжатие первичной обмотки ядерной бомбы бризантным взрывчатым веществом , прямые испытания которого не проводились с момента вступления в силу CNTB. Использование плутония варьировалось от менее миллиграмма до 10 миллиграммов. [121]
В 2014 финансовом году НИФ произвел 191 укол, чуть больше одного раза в два дня. По состоянию на апрель 2015 года NIF был на пути к достижению своей цели - 300 лазерных выстрелов в 2015 финансовом году. [122]
Назад к фьюжн, 2016 – настоящее время [ править ]
28 января 2016 года NIF успешно провел свой первый эксперимент с газовой трубой, направленный на изучение поглощения большого количества лазерного света мишенями длиной 1 сантиметр (0,39 дюйма), имеющими отношение к инерционному термоядерному синтезу с намагниченным лайнером с высоким коэффициентом усиления (MagLIF). Чтобы исследовать ключевые аспекты распространения, стабильности и эффективности связи лазерной энергии в полном масштабе для конструкций мишеней MagLIF с высоким коэффициентом усиления, был использован один четырехъядерный NIF для доставки 30 кДж энергии к мишени в течение 13 наносекунд. пульс. Возврат данных был благоприятным. [123]
В 2018 году улучшения в управлении асимметрией сжатия были продемонстрированы на выстреле мощностью 1,9×10. 16 нейтроны, в результате чего лазерный импульс мощностью 1,5 МДж выделяет 0,054 МДж термоядерной энергии. [124]
горения плазмы, 2021 Достижение г.
Эксперименты 2020 и 2021 годов позволили получить первую в мире горящую плазму , в которой большая часть нагрева плазмы происходила в результате реакций ядерного синтеза. [11] За этим результатом 8 августа 2021 года последовала первая в мире зажженная плазма, в которой термоядерного нагрева было достаточно для поддержания термоядерной реакции. [125] [126] [127] Он произвел избыточные нейтроны, соответствующие короткоживущей цепной реакции, продолжающейся около 100 триллионных долей секунды. [128] [129]
Выход энергии термоядерного синтеза в эксперименте 2021 года оценивался в 70% энергии лазера, падающей на плазму. Этот результат немного побил прежний рекорд в 67%, установленный тором JET в 1997 году. [130] [ не удалось пройти проверку ] Принимая во внимание энергоэффективность самого лазера, в эксперименте было использовано около 477 МДж электрической энергии, чтобы передать 1,8 МДж энергии в мишень и создать 1,3 МДж энергии термоядерного синтеза. [11]
Несколько изменений в конструкции позволили добиться такого результата. Материал оболочки капсулы был заменен на алмаз, чтобы увеличить поглощение вторичных рентгеновских лучей, создаваемых лазерной вспышкой, тем самым увеличив эффективность коллапса, а ее поверхность была дополнительно сглажена. Уменьшен размер отверстия в капсуле, используемого для впрыска топлива. Отверстия в золотом цилиндре, окружающем капсулу, были уменьшены, чтобы уменьшить потери энергии. Лазерный импульс был продлен. [131]
Научная безубыточность достигнута 2022 , г.
Кажется, этот раздел противоречит сам себе относительно количества энергии, произведенной в результате первого научного достижения безубыточности . ( май 2024 г. ) |
NIF стал первым экспериментом по термоядерному синтезу, достигшим научной безубыточности 5 декабря 2022 года: в ходе эксперимента было получено 3,15 мегаджоуля энергии из 2,05 мегаджоуля входного лазерного света с выигрышем в энергии около 1,5. [12] [132] [133] [134] [135] Зарядка лазера потребляла «значительно более 400 мегаджоулей». [136] В публичном заявлении от 13 декабря министр энергетики Дженнифер Грэнхольм объявила, что на объекте произошло возгорание. [137]
Для этого потребовалось использовать немного более толстую и гладкую капсулу, окружающую топливо, и лазер мощностью 2,05 МДж (по сравнению с 1,9 МДж в 2021 году), что дало 3,15 МДж, что составляет избыток 54%. [138] Они также перераспределили энергию между разделенными лазерными лучами, что привело к более симметричному (сферическому) сжатию. [1]
НИФ во второй раз достиг безубыточности 30 июля 2023 года, получив 3,88 МДж, что составляет профицит 89%. [139] [140] Как минимум четыре из шести выстрелов, выполненных после первого успешного в декабре 2022 года, достигли безубыточности. [141] Эти успехи побудили Министерство энергетики профинансировать три дополнительных исследовательских центра. [140] Лоуренс Ливермор планировал увеличить энергию лазера до 2,2 МДж за выстрел с помощью модернизированной оптики и лазеров c. 2023 , [142] [143] достигнув его в ходе эксперимента, состоявшегося 30 октября 2023 года. [140]
Похожие проекты [ править ]
Некоторые подобные экспериментальные проекты ICF:
Картинки [ править ]
- Смотровое окно позволяет заглянуть внутрь целевой камеры диаметром 30 футов.
- Внешний вид верхней трети мишенной камеры. Выделяются большие порты с квадратными балками.
- Техник загружает канистру с инструментами в вакуумный манипулятор для диагностических инструментов.
- Лампы-вспышки, используемые для накачки основных усилителей, являются самыми большими из когда-либо выпускавшихся в промышленных масштабах.
- Стеклянные пластины, используемые в усилителях, также намного больше, чем те, которые использовались в предыдущих лазерах.
В популярной культуре [ править ]
NIF использовался в качестве набора для звездолета «Энтерпрайз». [ сломанный якорь ] Варп - ядро в фильме 2013 года «Звездный путь: Возмездие» . [148]
См. также [ править ]
Примечания [ править ]
- ^ Неясно, почему Nova Upgrade будет слишком маленьким для SSMP, в доступных ресурсах причина не указана.
Ссылки [ править ]
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Клери, Дэниел (13 декабря 2022 г.). «Исторический взрыв и долгожданный прорыв в области термоядерного синтеза» . Наука . дои : 10.1126/science.adg2803 . Архивировано из оригинала 24 декабря 2022 года . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ Дэвид Крамер (13 декабря 2022 г.), «Национальная установка зажигания преодолела долгожданную веху в области термоядерного синтеза» , Physics Today , 2022 (2), Американский институт физики: 1213a, Бибкод : 2022PhT..2022b1213. , doi : 10.1063/PT.6.2.20221213a , S2CID 254663644 , заархивировано из оригинала 8 июня 2024 г. , получено 13 декабря 2022 г. ,
Выстрел в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса 5 декабря — первая в истории контролируемая реакция термоядерного синтеза, в ходе которой была произведена выигрыш в энергии.
- ^ «О НИФ и фотонной науке» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Архивировано из оригинала 2 декабря 2017 года.
- ^ Хоган, WJ; Моисей, Э.И.; Уорнер, Бельгия; Сорем, М.С.; Сорес, Дж. М. (2001). «Национальный завод зажигания» . Ядерный синтез . 41 (5): 567–573. Бибкод : 2001NucFu..41..567H . дои : 10.1088/0029-5515/41/5/309 . ISSN 0029-5515 . S2CID 250785362 . Архивировано из оригинала 17 декабря 2022 года . Проверено 17 декабря 2022 г.
- ^ Натан, Стюарт (6 октября 2019 г.). «Поиск источников ядерного синтеза» . Инженер . Архивировано из оригинала 10 июня 2019 года . Проверено 10 июня 2019 г.
- ^ «Министерство энергетики объявляет о завершении строительства крупнейшего в мире лазера» . Министерство энергетики США . 31 марта 2009 года. Архивировано из оригинала 1 апреля 2009 года . Проверено 1 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Первые выстрелы НИФ по мишеням в Хольрауме» . Национальная установка зажигания. Июнь 2009. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 13 сентября 2009 г.
- ^ «Объявлено о первом успешном комплексном эксперименте в Национальной установке зажигания» . Общая физика . PhysOrg.com. 8 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2022 г. Проверено 9 октября 2010 г.
- ^ Крэндалл, Дэвид (27 декабря 2012 г.). Заключительный обзор Национальной кампании за воспламенение (PDF) (Технический отчет). Министерство энергетики. п. 3.
- ^ Оценка перспектив энергетики инерционного термоядерного синтеза . Пресса национальных академий. Июль 2013. с. 2. ISBN 978-0-309-27224-7 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Зилстра, АБ; Ураган, ОА; Каллахан, округ Колумбия; Критчер, Алабама; Ральф, Дж. Э.; Роби, ХФ; Росс, Дж. С.; Янг, резюме; Бейкер, КЛ; Кейси, DT; Дёппнер, Т. (2022). «Горящая плазма достигается при инерционном синтезе» . Природа . 601 (7894): 542–548. Бибкод : 2022Natur.601..542Z . дои : 10.1038/s41586-021-04281-w . ISSN 1476-4687 . ПМЦ 8791836 . ПМИД 35082418 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Национальная установка зажигания обеспечивает термоядерное зажигание» . www.llnl.gov . Архивировано из оригинала 13 декабря 2022 года . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Винтерберг, Фридвардт (2010), Высвобождение термоядерной энергии посредством инерционного удержания: пути к воспламенению , World Scientific, стр. 2, ISBN 978-981-4295-90-1
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Как работает НИФ» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 2 октября 2007 г.
- ^ Ганс Г. Риндеркнехт; Д.Т. Кейси; Р. Хатарик; Р.М. Бионта; Би Джей Макгоуэн; П. Патель; О. Л. Ланден; Е.П. Хартуни; О.А. Ураган (10 апреля 2020 г.). «Азимутальная асимметрия привода при термоядерных взрывах с инерционным удержанием на национальной установке зажигания» . Физ. Преподобный Летт. 124 (145002): 145002. Бибкод : 2020PhRvL.124n5002R . doi : 10.1103/PhysRevLett.124.145002 . ПМИД 32338973 . S2CID 216305472 .
[A]симметрия ухудшает состояние горячих точек при пиковой конвергенции и ограничивает производительность и выход имплозии.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Восхождение на гору термоядерного зажигания: интервью с Омаром Харрикейном» . ЛЛНЛ . Архивировано из оригинала 13 декабря 2022 года . Проверено 29 мая 2015 г.
- ^ Петерсон, Пер Ф. (23 сентября 1998 г.). «Энергия инерционного термоядерного синтеза: Учебное пособие по технологии и экономике» . Архивировано из оригинала 21 декабря 2008 года . Проверено 8 октября 2013 г.
- ^ Пер Ф. Петерсон, «Как работают цели IFE» , Калифорнийский университет, Беркли, 1998. Получено 8 мая 2008 года. Архивировано 6 мая 2008 года в Wayback Machine.
- ^ Пер Ф. Петерсон, «Драйверы для энергии инерционного термоядерного синтеза» , Калифорнийский университет, Беркли, 1998. Получено 8 мая 2008 года. Архивировано 6 мая 2008 года в Wayback Machine.
- ^ Дж. Д. Линдл и др., Физическая основа зажигания с использованием мишеней с непрямым приводом на Национальной установке зажигания , Физика плазмы, Vol. 11 февраля 2004 г., стр. 339. Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ Бьелло, Дэвид. «Мощные лазеры обеспечивают прорыв в области термоядерной энергетики» . Научный американец . Архивировано из оригинала 15 декабря 2022 года . Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Сутер, Л.; Дж. Ротенберг, Д. Манро и др., « Осуществимость капсул NIF с высоким выходом и высоким коэффициентом усиления ». [ постоянная мертвая ссылка ] ", Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, 6 декабря 1999 г. Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ Ураган, ОА; Каллахан, округ Колумбия; Кейси, DT; Девальд, Эл.; Диттрих, ТР; Дёппнер, Т.; Барриос Гарсия, Массачусетс; Хинкель, Делавэр; Берзак Хопкинс, LF; Кервин, П.; Клайн, Дж.Л.; Папе, С. Ле; Хороший . ; Макфи, AG; Милович, Дж.Л.; Муди, Дж.; Пак, А.Е.; Патель, ПК; Парк, Х.-С.; Ремингтон, Бакалавр; Роби, ХФ; Салмонсон, доктор медицинских наук; Спрингер, ПТ; Томмазини, Р.; Бенедетти, ЛР; Каджано, Дж.А.; Сельерс, П.; Сержан, Дж.; Дилла-Спирс, Р.; Эджелл, Д.; Эдвардс, MJ; Фиттингхофф, Д.; Грим, врач общей практики; Гюлер, Н.; Идзуми, Н.; Френье, Дж.А.; Гату Джонсон, М .; Хаан, С.; Хатарик, Р.; Херрманн, Х.; Хан, С.; Кнауэр, Дж.; Козиоземский, Б.Дж.; Критчер, Алабама; Кирала, Г.; Макларен, ЮАР; Меррилл, FE; Мишель, П.; Ральф, Дж.; Росс, Дж. С.; Ригг, младший; Шнайдер, МБ; Спирс, Британская Колумбия; Видманн, К.; Йиманс, CB (май 2014 г.). «Кампания по взрыву на Национальной установке зажигания». Физика плазмы . 21 (5): 056314. Бибкод : 2014PhPl...21e6314H . дои : 10.1063/1.4874330 . ОСТИ 1129989 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Линдл, Джон (24 сентября 2005 г.). «Программа физики зажигания» (PDF) . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Архивировано из оригинала (PDF) 15 января 2006 г. Проверено 1 августа 2022 г.
- ^ М. Тобин и др., Основы проектирования целевой зоны и характеристики системы для NIF , Американское ядерное общество, июнь 1994 г. Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ «Таблица мегаджоулей в тонны тротила | МДж в тТНТ» . www.qtransform.com . Архивировано из оригинала 15 декабря 2022 года . Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ Чанг, Кеннет (25 сентября 2023 г.). «Прорыв в области лазерного синтеза принесет больший прилив энергии» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 26 сентября 2023 года . Проверено 26 сентября 2023 г.
- ^ «НИФ в цифрах» (PDF) . ЛЛНЛ. Архивировано (PDF) оригинала 17 декабря 2022 г. Проверено 17 декабря 2022 г.
- ^ Пейн, Стивен; Маршалл, Кристофер (сентябрь 1996 г.). «Выходя за пределы NIF с помощью лазеров» . Обзор науки и технологий . Архивировано из оригинала 27 февраля 2013 года . Проверено 14 ноября 2012 г.
- ^ «Пресс-релиз: NNSA и LLNL объявляют о первом успешном комплексном эксперименте в NIF» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . 6 октября 2010 года. Архивировано из оригинала 12 августа 2017 года . Проверено 12 августа 2017 г.
- ^ П. Дж. Висофф и др., Инъекционная лазерная система NIF. Архивировано 8 сентября 2015 г., в Wayback Machine , Proceedings of SPIE Vol. 5341, страницы 146–155.
- ^ Пауэлл. «Сохранение целей NIF в разработке лазеров]» . Архивировано из оригинала 4 декабря 2008 года. , Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Проверено 2 октября 2007 г.
- ^ Хант, Джей Ти; Манес, КР; Мюррей-младший; Ренард, Пенсильвания; Савицкий, Р.; Тренхолм, Дж.Б.; Уильямс, В. (16 ноября 1994 г.). «Основы проектирования лазеров для национальной установки зажигания» . Технология синтеза . 26 (3П2): 767–771. Бибкод : 1994FuTec..26..767H . дои : 10.13182/FST94-A40247 .
- ^ «45 лет лазерного лидерства» . lasers.llnl.gov . Архивировано из оригинала 15 декабря 2022 года . Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ Ларсон, Дуг В. (2004). «Сменные лазерные линейные агрегаты (СРУ) НИФ» . В переулке Моня А; Вуэст, Крейг Р. (ред.). Оптическая инженерия в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса II: Национальная установка зажигания . Том. 5341. с. 127. Бибкод : 2004SPIE.5341..127L . дои : 10.1117/12.538467 . S2CID 122364719 . Архивировано из оригинала 16 декабря 2022 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ Лайонс, Дэниел (14 ноября 2009 г.). «Может ли этот кусок обеспечить энергией планету?» . Newsweek . п. 3. Архивировано из оригинала 17 ноября 2009 года . Проверено 14 ноября 2009 г.
- ^ Арни Хеллер, Организация самого мощного в мире лазера. Архивировано 21 ноября 2008 г., в Wayback Machine , Science & Technology Review, июль/август 2005 г. Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ П. Дж. Вегнер и др., Окончательная оптическая система NIF: преобразование частоты и формирование луча. Архивировано 8 сентября 2015 г., в Wayback Machine , Proceedings of SPIE 5341, май 2004 г., страницы 180–189.
- ^ Бибо, Камилла; Пол Дж. Вегнер, Рут Хоули-Феддер (1 июня 2006 г.). " UV SOURCES: крупнейший в мире лазер для генерации мощных ультрафиолетовых лучей. [ постоянная мертвая ссылка ] ". Laser Focus World . Проверено 7 мая 2008 года.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Проект NIF устанавливает рекорд производительности лазера. Архивировано 28 мая 2010 года в Wayback Machine , Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, 5 июня 2003 года. Проверено 7 мая 2008 года.
- ^ Уилсон, Дуглас К.; Брэдли, Пол А.; Хоффман, Нельсон М.; Свенсон, Фриц Дж.; Смитерман, Дэвид П.; Крайен, Роберт Э.; Маргявичюс, Роберт В.; Тома, диджей; Форман, Ларри Р.; Хоффер, Джеймс К.; Гольдман, С. Роберт; Колдуэлл, Стивен Э.; Диттрих, Томас Р.; Хаан, Стивен В.; Маринак, Майкл М.; Поллен, Стивен М.; Санчес, Хорхе Х. (май 1998 г.). «Разработка и преимущества бериллиевых капсул для Национальной установки зажигания» . Физика плазмы . 5 (5): 1953–1959. Бибкод : 1998PhPl....5.1953W . дои : 10.1063/1.872865 . Архивировано из оригинала 16 декабря 2022 года . Проверено 11 октября 2019 г.
- ^ «Выполнение целевой задачи» . Обзор науки и технологий. Архивировано из оригинала 15 ноября 2008 года . Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ Уилсон, округ Колумбия; Йи, С.А.; Симаков А.Н.; Клайн, Дж.Л.; Кирала, Джорджия; Девальд, Эл.; Томмазини, Р.; Ральф, Дж. Э.; Олсон, RE; Строцци, диджей; Сельерс, премьер-министр; Шнайдер, МБ; Макфи, AG; Зилстра, АБ; Каллахан, округ Колумбия; Ураган, ОА; Милович, Дж.Л.; Хинкель, Делавэр; Ригг, младший; Риндеркнехт, ХГ; Сио, Х.; Перри, ТС; Бата, С. (2016). «Рентгеновский снимок взрывов бериллиевых капсул на Национальной установке зажигания» . Физический журнал: серия конференций . 717 (1): 012058. Бибкод : 2016JPhCS.717a2058W . дои : 10.1088/1742-6596/717/1/012058 . ISSN 1742-6588 . S2CID 114667921 .
- ^ С.В. Вебер и др., Гидродинамическая стабильность капсул с прямым приводом NIF. Архивировано 13 декабря 2022 г., на Wayback Machine , сеанс MIXED, 8 ноября. Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Яакоби, Б.; Р.Л. МакКрори, С. Скупски и др. Polar Direct Drive — зажигание при 1 МДж , Обзор LLE, том 104, сентябрь 2005 г., стр. 186–8. Проверено 7 мая 2008 г. Архивировано 2 января 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ Верно, Массачусетс; Дж. Р. Олбриттон и Э. А. Уильямс, « Цель Сатурна для полярного прямого привода на Национальной установке зажигания », LLE Review, том 102, январь – март 2005 г., стр. 61–6. Получено 7 мая 2008 г. Архивировано 29 августа, 2008, в Wayback Machine
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Наколлс, Джон (12 июня 1998 г.). «Ранние шаги к энергии инерционного термоядерного синтеза (IFE)» . ЛЛНЛ. дои : 10.2172/658936 . Архивировано из оригинала (PDF) 13 декабря 2022 г.
- ^ «Перевести килотонны в мегаджоули» . Юнит Жонглер. Архивировано из оригинала 13 декабря 2022 года.
- ^ Наколлы; и др. (1972). «Лазерное сжатие материи до сверхвысокой плотности: термоядерное (CTR) применение» (PDF) . Природа . 239 (5368): 129. Бибкод : 1972Natur.239..139N . дои : 10.1038/239139a0 . S2CID 45684425 . Архивировано из оригинала (PDF) 22 сентября 2011 года.
- ^ Линдл, Джон (декабрь 1994 г.). «Лекция о медали Эдварда Теллера: эволюция в сторону непрямого привода и два десятилетия прогресса в направлении зажигания и сгорания ICF» . 11-й международный семинар по лазерному взаимодействию и связанным с ним плазменным явлениям. Архивировано из оригинала (PDF) 13 декабря 2022 года . Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ «Нова Обзор» (PDF) . Обзор энергетики и технологий . Архивировано (PDF) из оригинала 20 декабря 2022 г. Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ «Лазерная система Шива» . www.llnl.gov . Архивировано из оригинала 15 декабря 2022 года . Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б МакКинзи, Мэтью; Пейн, Кристофер. Когда экспертная оценка не удалась (Технический отчет). НДРК.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Маккракен, Гарри; Стотт, Питер (1 января 2013 г.). «Глава 12 – Большие системы инерционного удержания» . В Маккракене, Гарри; Стотт, Питер (ред.). Фьюжн (Второе изд.). Академическая пресса. стр. 149–164. дои : 10.1016/B978-0-12-384656-3.00012-X . ISBN 978-0-12-384656-3 . Архивировано из оригинала 15 декабря 2022 года . Получено 15 декабря 2022 г. - через ScienceDirect.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Броуд, Уильям (21 марта 1988 г.). «Тайные достижения в области ядерного синтеза вызывают споры среди ученых» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 11 марта 2017 года . Проверено 11 февраля 2017 г.
- ^ Джон Линдл, «Стратегия определения требований к драйверам для имплозии ICF с высоким усилением с использованием гидродинамически эквивалентных капсул на лазере Nova», Отчет о годовой программе Laser, 1981, Ливерморская лаборатория Лоуренса, Ливермор, Калифорния, UCRL-50055-80/81, стр. .2-29-2-57 (неопубликовано)
- ^ Линдл, Джон; МакКрори, Робер; Кэмпбелл, Майкл (сентябрь 1992 г.). «Прогресс в области воспламенения и распространения горения при термоядерном синтезе с инерционным удержанием» (PDF) . Физика сегодня . 45 (9): 32–40. Бибкод : 1992PhT....45i..32L . дои : 10.1063/1.881318 . Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2013 г.
- ^ «Распри среди соперничающих теоретиков ставят под угрозу план «горячей» лаборатории термоядерного синтеза» . Ученый . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Шве, Филипп; Штейн, Бен (25 октября 1995 г.). «Анонс статьи об инерционном термоядерном синтезе (ICF)» . Новости физики .
- ^ Шторм, Э. (28 сентября 1988 г.). «Информационный мост: научно-техническая информация Министерства энергетики США – при поддержке OSTI» (PDF) . osti.gov . Архивировано (PDF) из оригинала 8 июня 2024 г. Проверено 18 октября 2012 г.
- ^ Джон Линдл, Разработка подхода с непрямым приводом к термоядерному синтезу с инерционным удержанием и целевая физическая основа для зажигания и усиления, Физика плазмы Том. 2, № 11, ноябрь 1995 г.; стр. 3933–4024.
- ^ Кунин, Стивен Э.; Кэрриер, Джордж Ф.; Кристи, Роберт Ф.; Конн, Роберт В.; Дэвидсон, Рональд К.; Доусон, Джон М.; Демария, Энтони Дж.; Доти, Пол М.; Хаппер, Уильям; Кульчински, Джеральд Л.; Лонгмайр, Конрад Л.; Пауэлл, Джеймс Р.; Розенблут, Маршалл Н.; Руина, Джек П.; Спроролл, Роберт Л.; Тигнер, Мори; Вагнер, Ричард Л. (1991). «Обзор программы термоядерного синтеза Департамента энергетики» (PDF) . Журнал термоядерной энергетики . 10 (2): 157–172. Бибкод : 1991JFuE...10..157K . дои : 10.1007/BF01050621 . S2CID 122974976 . Архивировано (PDF) из оригинала 8 июня 2024 г. Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Обновление Nova – предлагаемая установка ICF для демонстрации зажигания и усиления , Программа ICF Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, июль 1992 г. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1992nupi.rept....../abstract Архивировано 15 декабря , 2022, в Wayback Machine
- ^ Тобин, М.Т. и др., Целевая зона для модернизации Nova: сдерживание возгорания и за его пределами. Архивировано 6 апреля 2009 г., в Wayback Machine , Fusion Engineering, 1991, стр. 650–655. Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ Уильям Броуд, Огромный лазерный план будет способствовать дальнейшему развитию термоядерного синтеза и сохранению экспертов по бомбам. Архивировано 13 декабря 2022 года в Wayback Machine , New York Times, 21 июня 1994 года. Проверено 7 мая 2008 года.
- ↑ Письмо Чарльза Кертиса, заместителя министра энергетики, 15 июня 1995 г.
- ^ «Фотонные рубежи: Национальный центр зажигания: НИФ наконец-то запущен и работает» . www.laserfocusworld.com . Ноябрь 2009 г. Архивировано из оригинала 8 июня 2024 г. Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ «Дорогой термоядерный лазер Ливермора не полетит, говорят ученые», Albuquerque Tribune, 29 мая 1997 г., стр. 1
- ^ Л. Спон, «Противники NIF ссылаются на критику лазера в судебном разбирательстве», Albuquerque Tribune, 13 июня 1997 г., стр. А15.
- ^ Киддер, Рэй (17 апреля 1997 г.). «Проблемы с управлением запасами» . Природа . 386 (6626): 645–647. Бибкод : 1997Natur.386..645K . дои : 10.1038/386645a0 . S2CID 4268081 . Архивировано из оригинала 23 сентября 2004 года.
- ^ Заявление доктора Виктора Рейса, помощника министра обороны Министерства энергетики, перед сенатским комитетом по вооруженным силам, 19 марта 1997 г. (получено 13 июля 2012 г., http://www.lanl.gov/orgs/pa) . /Director/reisSASC97.html. Архивировано 4 января 2005 г. в Wayback Machine ).
- ^ «Заявление Федерико Пенья, секретаря Министерства энергетики США, перед Комитетом по вооруженным силам Сената США» . 26 марта 1998 года. Архивировано из оригинала 5 февраля 2011 года . Проверено 13 июля 2012 г.
- ^ Бойс, Дж.; Бойер, В.; Чел, Дж.; Кук, Д.; Кук, В.; Дауни, Т.; Хэндс, Дж.; Харьес, К.; Липер, Р.; Маккей, П.; Микано, П.; Олсон, Р.; Портер, Дж.; Квинтенц, Дж.; Робертс, В.; Сэвидж, М.; Симпсон, В.; Сет, А.; Смит, Р.; Ваврик, М.; Уилсон, М. (31 августа 2012 г.). Информационный мост: Научно-техническая информация Министерства энергетики – при поддержке OSTI (PDF) (отчет). Osti.gov. Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2013 г. Проверено 8 октября 2012 г.
- ^ «Национальная кампания за воспламенение: участники, NIF и Photon Science» . Lasers.llnl.gov. Архивировано из оригинала 17 октября 2012 года . Проверено 8 октября 2012 г.
- ^ Дж. А. Хорват, Сборка и обслуживание полномасштабных усилителей NIF в Лаборатории прототипов модулей усилителей (AMPLAB). Архивировано 8 сентября 2015 г., в Wayback Machine , Третья ежегодная международная конференция по твердотельным лазерам для применения (SSLA) в термоядерном синтезе с инерционным удержанием ( МКФ), 16 июля 1998 г.
- ^ «Мультимедиа: Фотогалерея, NIF и Photon Science» . Lasers.llnl.gov. 29 мая 1997 года. Архивировано из оригинала 24 июля 2012 года . Проверено 8 октября 2012 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д НАЦИОНАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ЗАЖИГАНИЯ, сбои в управлении и надзоре привели к значительному перерасходу средств и задержкам графика [ постоянная мертвая ссылка ] , ГАО, август 2000 г.
- ^ Пауэлл, Ховард Т.; Савицкий, Ричард Х. (март 1998 г.). «Непрерывное развитие лазерной технологии для Национальной установки зажигания» . С&ТР . Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 9 октября 2023 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Обычный объект NIF завершен» (PDF) . Лента новостей . ЛЛНЛ. 26 октября 2001 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2012 г. . Проверено 6 сентября 2012 г.
- ^ «Fusion Fun: NIFFY, NIF и фотонная наука» . Lasers.llnl.gov. Архивировано из оригинала 25 января 2013 года . Проверено 8 октября 2012 г.
- ^ Осолин, Чарльз. «Использование силы света» . Инновационная Америка. Архивировано из оригинала 8 сентября 2015 года . Проверено 8 октября 2012 г.
- ^ «Национальная установка зажигания: семь чудес НИФ, НИФ и фотонной науки» . Lasers.llnl.gov. Архивировано из оригинала 17 октября 2012 года . Проверено 8 октября 2012 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Джеймс Гланц, Лазерный проект задерживается и превышает бюджет. Архивировано 3 июня 2016 г., в Wayback Machine , New York Times, 19 августа 2000 г. Проверено 7 мая 2008 г.
- ↑ Промежуточный отчет Целевой группы по лазерной системе Национальной установки зажигания , Секретарь Консультативного совета по энергетике, 10 января 2000 г. Получено 7 мая 2008 г. Архивировано 29 июня 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ В отчете GAO приводится новая смета затрат NIF. [ постоянная мертвая ссылка ] , К вашему сведению, Американский институт физики, номер 101: 30 августа 2000 г. Проверено 7 мая 2008 г.
- ↑ Ян Хоффман, Оборудование для ядерных испытаний под вопросом. Архивировано 8 июля 2011 г., в Wayback Machine , MediaNews Group,
- ^ Новая смета затрат и графика работы Национальной установки зажигания [ постоянная мертвая ссылка ] , К вашему сведению: Бюллетень новостей научной политики API, Американский институт физики. Проверено 7 мая 2008 г.
- ^ Подробнее о стоимости и графике нового NIF. [ постоянная мертвая ссылка ] , К вашему сведению, Американский институт физики, номер 65, 15 июня 2000 г. Получено 7 мая 2008 г.
- ^ Изменения в руководстве LLNL , Fusion Power Associates,10 сентября 1999 г., http://aries.ucsd.edu/FPA/ARC99/fpn99-43.shtml. Архивировано 4 марта 2016 г. в Wayback Machine (получено 13 июля 2012 г.).
- ↑ Расследование Кэмпбелла вызывает изменения в руководстве Ливермора , отчет Fusion Power, 1 сентября 1999 г. http://www.thefreelibrary.com/Campbell+Investigation+Triggers+Livermore+Management+Changes.-a063375944. Архивировано 5 марта 2016 г. в Wayback Machine (получено 13 июля 2012 г.).
- ^ «Национальная установка зажигания получила престижную награду «Проект года 2010»» . llnl.gov . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . 11 октября 2010. Архивировано из оригинала 26 июля 2012 года . Проверено 13 июля 2012 г.
- ↑ Самый большой в мире лазер набирает обороты. Архивировано 27 мая 2010 года в Wayback Machine , Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, 21 ноября 2007 года. Проверено 7 мая 2008 года.
- ↑ NIF Ignition. Архивировано 24 апреля 2009 г., в Wayback Machine , Программа JASON, 29 июня 2005 г.
- ^ Хиршфельд, Боб (30 января 2009 г.). «Последний из 6206 модулей, установленных в NIF» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Архивировано из оригинала 18 июля 2011 года . Проверено 3 апреля 2009 г.
- ^ «Состояние проекта февраль 2009 г.» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . 26 февраля 2009. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 11 марта 2009 г.
- ^ Сивер, Линда; Хиршфельд, Боб (6 марта 2009 г.). «Будущее НИФ зажигается с помощью 192-лучевого выстрела» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 3 апреля 2009 г.
- ^ «НИФ преодолевает мегаджоульный барьер» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. 13 марта 2009 года. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 3 апреля 2009 г.
- ^ «НИФ преодолевает мегаджоульный барьер» . LLNL.gov . Архивировано из оригинала 15 декабря 2022 года . Проверено 15 декабря 2022 г.
- ^ «Открытие крупнейшего в мире лазера знаменует начало новой эры» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . 29 мая 2009 года. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 13 сентября 2009 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Джейсон Палмер (28 января 2010 г.). «Результаты испытаний лазерного синтеза вселяют энергетические надежды» . Новости Би-би-си . Архивировано из оригинала 29 января 2010 года . Проверено 28 января 2010 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с «Первоначальные эксперименты с НИФ соответствуют требованиям термоядерного зажигания» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . 28 января 2010 года. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 28 января 2010 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Буллис, Кевин (28 января 2010 г.). «Ученые преодолевают препятствия на пути к термоядерному синтезу» . Обзор технологий . Проверено 29 января 2010 г.
- ^ Мойер, Майкл (март 2010 г.). «Ложный рассвет Фьюжна» . Научный американец . стр. 50–57. Архивировано из оригинала 1 июня 2023 года . Проверено 16 декабря 2022 г.
- ^ Евгения Сэмюэл Райх (18 октября 2010 г.). «Суперлазер стреляет холостым выстрелом» . Научный американец . Архивировано из оригинала 8 июня 2024 года . Проверено 2 октября 2010 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Крамер, Дэвид (21 апреля 2011 г.). «НИФ преодолевает некоторые проблемы, но получает неоднозначную оценку от руководителя Министерства энергетики» . Физика сегодня . Архивировано из оригинала 30 апреля 2011 года.
- ^ «Информационный бюллетень Photons & Fusion – май 2014 г.» . Национальная установка зажигания и новости фотонной науки – Архив – Информационный бюллетень «Фотоны и термоядерный синтез» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Май 2014. Архивировано из оригинала 6 июля 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 г.
- ^ SPIE Europe Ltd. «PW 2012: термоядерный лазер на подходе к 2012 году» . Оптика.org. Архивировано из оригинала 30 марта 2023 года . Проверено 8 октября 2012 г.
- ^ Эрик Хэнд (7 марта 2012 г.). «Лазерный синтез приближается к решающей вехе» . Природа . 483 (7388): 133–134. Бибкод : 2012Natur.483..133H . дои : 10.1038/483133а . ПМИД 22398531 .
- ^ «Рекордный лазерный импульс вселяет надежды на термоядерную энергию» . 22 марта 2012. Архивировано из оригинала 23 марта 2012 года . Проверено 22 марта 2012 г.
- ^ «Самый мощный лазер в мире выпускает самую мощную лазерную вспышку в истории» . Фокс Ньюс . 27 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 3 февраля 2021 г. Проверено 5 декабря 2020 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д «Внешний обзор кампании национального зажигания» (PDF) . Принстонская лаборатория физики плазмы . Архивировано (PDF) из оригинала 14 ноября 2012 г. Проверено 10 октября 2012 г.
- ^ Крэндалл 2012 , с. 5.
- ^ Брамфил, Джефф (7 ноября 2012 г.). «Самая мощная в мире лазерная установка переключает внимание на боеголовки» . Научный американец . Архивировано из оригинала 8 ноября 2012 года . Проверено 8 ноября 2012 г.
- ^ «Редакционная статья: Замок зажигания» . Природа . 491 (7423): 159. 7 ноября 2012 г. doi : 10.1038/491159a . ПМИД 23139940 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Крамер, Дэвид (апрель 2014 г.). «Ливермор кончает жизнь». Физика сегодня . 67 (4): 26–27. Бибкод : 2014ФТ....67Р..26К . дои : 10.1063/PT.3.2344 . S2CID 178876869 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Ураган, ОА; Каллахан, округ Колумбия; Кейси, DT; Сельерс, премьер-министр; Сержан, К.; Девальд, Эл.; Диттрих, ТР; Дёппнер, Т.; Хинкель, Делавэр; Хопкинс, Л. Ф. Берзак; Клайн, Дж.Л.; Ле Папе, С.; Ма, Т.; Макфи, AG; Милович, Дж. Л. (февраль 2014 г.). «Прирост топлива превышает единицу в инерционно-управляемом термоядерном взрыве» . Природа . 506 (7488): 343–348. Бибкод : 2014Natur.506..343H . дои : 10.1038/nature13008 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 24522535 . S2CID 4466026 . Архивировано из оригинала 18 ноября 2023 года . Проверено 25 июля 2023 г.
- ^ Клери, Дэниел (10 октября 2013 г.). «Фьюжн «Прорыв» на НИФ? Э-э, не совсем» . НаукаИнсайдер . Архивировано из оригинала 16 октября 2013 года . Проверено 3 ноября 2013 г.
- ^ Хехт, Джефф (9 октября 2013 г.). «Прогресс в НИФ, но никакого «прорыва» » . ЛазерФокусМир . Архивировано из оригинала 26 февраля 2015 года . Проверено 25 февраля 2015 г.
- ^ Мид, Дейл (11 октября 2013 г.). «Научная безубыточность термоядерной энергетики» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 26 февраля 2015 г. Проверено 26 февраля 2015 г.
- ^ Томас, Джереми (30 января 2014 г.). «Несмотря на возражения, Ливерморская лаборатория запустит самый большой в мире лазер на плутонии» . Контра Стоимость Таймс . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 г.
- ^ Томас, Джереми (12 декабря 2014 г.). «Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса для испытания плутония с использованием лазера NIF» . Сан-Хосе Меркьюри Ньюс . Архивировано из оригинала 16 апреля 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 г.
- ^ «Лазеры НИФ продолжают стрелять с рекордной скоростью» . ЛЛНЛ . Архивировано из оригинала 18 апреля 2015 года . Проверено 16 апреля 2015 г.
- ^ «Основные эксперименты – 2016» . lasers.llnl.gov . Архивировано из оригинала 14 декабря 2022 года . Проверено 14 декабря 2022 г.
- ^ Ле Папе, С.; Берзак Хопкинс, LF; Дивол, Л.; Пак, А.; Девальд, Эл.; Бхандаркар, С.; Беннедетти, ЛР; Банн, Т.; Бинер, Дж.; Криппен, Дж.; Кейси, Д.; Эджелл, Д.; Фиттингхофф, Д.Н.; Гату-Джонсон, М .; Гойон, К.; Хаан, С.; Хатарик, Р.; Гавр, М.; Хо, Д. Д.; Идзуми, Н.; Жакес, Дж.; Хан, Сан-Франциско; Кирала, Джорджия; Ма, Т.; Маккиннон, Эй Джей; Макфи, AG; Макгоуэн, Би Джей; Мизан, Северная Каролина; Милович Дж.; Милло, М.; Мишель, П.; Нагель, СР; Никроо, А.; Патель, П.; Ральф, Дж.; Росс, Дж. С.; Райс, Нью-Йорк; Строцци, Д.; Стадерманн, М.; Волегов П.; Йиманс, К.; Вебер, К.; Уайлд, К.; Каллахан, Д.; Ураган, ОА (14 июня 2018 г.). «Выход энергии термоядерного синтеза превышает кинетическую энергию взрывающейся оболочки на Национальной установке зажигания» . Письма о физических отзывах . 120 (24): 245003. Бибкод : 2018PhRvL.120x5003L . doi : 10.1103/PhysRevLett.120.245003 . hdl : 1721.1/116411 . ПМИД 29956968 .
- ^ Косвенное сотрудничество ICF; Абу-Шавареб, Х.; Акри, Р.; Адамс, П.; Адамс, Дж.; Аддис, Б.; Аден, Р.; Адриан, П.; Афеян, Б.Б.; Агглтон, М.; Агаян, Л.; Агирре, А.; Эйкенс, Д.; Акре, Дж.; Альберт, Ф. (8 августа 2022 г.). «Критерий Лоусона для воспламенения, превышенный в эксперименте по инерционному термоядерному синтезу» . Письма о физических отзывах . 129 (7): 075001. Бибкод : 2022PhRvL.129g5001A . doi : 10.1103/PhysRevLett.129.075001 . hdl : 10044/1/99300 . ПМИД 36018710 . S2CID 250321131 . Архивировано из оригинала 8 июня 2024 года . Проверено 14 августа 2022 г.
- ^ Зилстра, АБ; Критчер, Алабама; Ураган, ОА; Каллахан, округ Колумбия; Ральф, Дж. Э.; Кейси, DT; Пак, А.; Ланден, OL; Бахманн, Б.; Бейкер, КЛ; Берзак Хопкинс, Л.; Бхандаркар, SD; Бинер, Дж.; Бионта, РМ; Бирге, Северо-Запад (8 августа 2022 г.). «Экспериментальные достижения и признаки возгорания на Национальной установке зажигания» . Физический обзор E . 106 (2): 025202. Бибкод : 2022PhRvE.106b5202Z . дои : 10.1103/PhysRevE.106.025202 . ОСТИ 1959535 . ПМИД 36109932 . S2CID 251451927 . Архивировано из оригинала 8 июня 2024 года . Проверено 14 августа 2022 г.
- ^ Лаборатория Ливерморского национального университета имени Лоуренса (14 августа 2022 г.). «Прорыв в области энергетики ядерного синтеза: подтверждено воспламенение рекордной мощностью 1,3 мегаджоуля» . СайТехДейли . Архивировано из оригинала 14 августа 2022 года . Проверено 14 августа 2022 г.
- ^ Болл, Филип. «Проект США достигает важной вехи на пути к практической термоядерной энергии» . Научный американец . Архивировано из оригинала 11 февраля 2022 года . Проверено 11 февраля 2022 г.
- ^ Критчер, Алабама ; Зилстра, АБ; Каллахан, округ Колумбия; Ураган, ОА; Вебер, ЧР; Кларк, Д.С.; Янг, резюме; Ральф, Дж. Э.; Кейси, DT; Пак, А.; Ланден, OL; Бахманн, Б.; Бейкер, КЛ; Берзак Хопкинс, Л.; Бхандаркар, SD (8 августа 2022 г.). «Проект эксперимента по инерционному термоядерному синтезу, превышающему критерий Лоусона по воспламенению» . Физический обзор E . 106 (2): 025201. Бибкод : 2022PhRvE.106b5201K . дои : 10.1103/PhysRevE.106.025201 . ПМИД 36110025 . S2CID 251457864 .
- ^ Чанг, Кеннет (17 августа 2021 г.). «Эксперимент по лазерному синтезу вызывает энергичный всплеск оптимизма» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 17 августа 2021 года . Проверено 18 августа 2021 г.
- ^ Клери, Дэниел (17 августа 2021 г.). «Благодаря новым взрывным результатам, усилия по лазерному термоядерному синтезу близки к «возгоранию» » . Наука . АААС. Архивировано из оригинала 3 февраля 2023 года . Проверено 18 августа 2021 г.
- ^ «Национальная лаборатория Министерства энергетики США творит историю, достигнув термоядерного зажигания» . Energy.gov . Архивировано из оригинала 19 февраля 2023 года . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ Кеннет Чанг (13 декабря 2022 г.). «Ученые совершили прорыв в области ядерного синтеза с помощью взрыва 192 лазеров» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 14 декабря 2022 года . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ Буш, Эван; Ледерман, Джош (13 декабря 2022 г.). «У нас есть «зажигание»: прорыв в термоядерном синтезе приносит прирост энергии» . Новости Эн-Би-Си . Архивировано из оригинала 13 декабря 2022 года . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ «Заявления о безубыточности NIF fusion проверены и проверены несколькими командами» . физ.орг . 6 февраля 2024 года. Архивировано из оригинала 24 февраля 2024 года . Проверено 8 июня 2024 г.
- ^ Райан, Джексон. «Крупный энергетический прорыв: достигнута веха в эксперименте по термоядерному синтезу в США» . CNET . Архивировано из оригинала 21 декабря 2022 года . Проверено 16 декабря 2022 г.
- ^ Вудворд, Эйлин (13 декабря 2022 г.). «Прорыв в области энергетики ядерного синтеза, о котором сообщили ученые из лаборатории США» . Уолл Стрит Джорнал . Архивировано из оригинала 13 декабря 2022 года . Проверено 13 декабря 2022 г.
- ^ «Обновление Fusion» . Наука . Архивировано из оригинала 10 октября 2023 года . Проверено 9 октября 2023 г.
- ^ Лаванья Ахире в Бангалоре и Дойна Чиаку в Вашингтоне; дополнительный репортаж Яны Гаур (7 августа 2023 г.). Адлер, Лесли; Крафт, Дайан (ред.). «Американские учёные во второй раз повторяют прорыв в области термоядерного зажигания» . Рейтер . Архивировано из оригинала 13 декабря 2023 года . Проверено 8 июня 2024 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Толлефсон, Джефф (15 декабря 2023 г.). «Лаборатория ядерного синтеза США вступает в новую эру: достижение «зажигания» снова и снова» . Природа . 625 (7993): 11–12. дои : 10.1038/d41586-023-04045-8 . ПМИД 38102381 . S2CID 266311829 . Архивировано из оригинала 8 июня 2024 года . Проверено 19 декабря 2023 г.
- ^ «Мгновенные прорывы в области термоядерного синтеза сталкиваются с суровой реальностью > Новые данные NIF многообещающи, хотя путь к повторяемости еще долгий» . IEEE-спектр . Архивировано из оригинала 8 июня 2024 года . Проверено 8 июня 2024 г.
- ^ Кеннет Чанг (25 сентября 2023 г.). «Прорыв в области лазерного синтеза принесет больший прилив энергии» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 8 июня 2024 года . Проверено 26 сентября 2023 г.
- ^ «Годовой отчет Национальной установки зажигания за 2022 финансовый год – 2022» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. Архивировано из оригинала 26 сентября 2023 года . Проверено 26 сентября 2023 г.
- ^ «ХиПЕР» . Проект ЛМФ. 2009. Архивировано из оригинала 2 октября 2018 года . Проверено 2 июня 2010 г.
- ^ «ХиПЕР» . Проект HiPER. 2009. Архивировано из оригинала 3 марта 2011 года . Проверено 29 мая 2009 г.
- ^ «Эксперименты в пробном режиме подтверждают ключевой аспект концепции ядерного синтеза: научная цель «безубыточность» или лучше — это ближайшая цель» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2012 года . Проверено 24 сентября 2012 г.
- ^ «Лазер высокой мощности Шэньгуан-II» . Китайская академия наук . Архивировано из оригинала 8 сентября 2015 года . Проверено 12 июня 2014 г.
- ^ Епископ, Брианна. «Национальный центр зажигания служит фоном для фильма «Звездный путь: Возмездие» » . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . Архивировано из оригинала 20 ноября 2015 года . Проверено 19 ноября 2015 г.
Внешние ссылки [ править ]
- «Национальная установка зажигания: как работает NIF, NIF и фотонная наука» . 27 мая 2010 года. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 5 декабря 2020 г.
- «Лазеры, фотоника и термоядерная наука: наука и технологии на миссии» . lasers.llnl.gov . Проверено 5 декабря 2020 г.
- «Директор NIF, доктор Эд Мозес, о ходе работы объекта» . Ингения . Декабрь 2007. Архивировано из оригинала 2 октября 2011 года . Проверено 5 декабря 2020 г.
- «Директор проекта NIF Мозес говорит, что объект готов к работе» . сайт шпиона . Проверено 5 декабря 2020 г.
- «В гонке Ливерморской лаборатории за изобретение чистой энергии» . Newsweek . 13 ноября 2009 года . Проверено 5 декабря 2020 г.
- Эрик (10 апреля 2011 г.). «Лазерная сварка NIF в полнокупольном корпусе» . Проверено 5 декабря 2020 г.
- Клери, Дэниел (23 ноября 2020 г.). «Лазерный термоядерный реактор приближается к рубежу «горения плазмы»» . Наука . 370 (6520): 1019–1020. Бибкод : 2020Sci...370.1019C . дои : 10.1126/science.370.6520.1019 . ПМИД 33243866 . S2CID 227182275 . Проверено 5 декабря 2020 г.
37 ° 41'27 "N 121 ° 42'02" W / 37,69083 ° N 121,70056 ° W
- Ядерные исследовательские институты
- Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса
- Лаборатории в Калифорнии
- Исследовательские институты в районе залива Сан-Франциско
- Объекты Министерства энергетики США
- Инженерные проекты
- Исследовательские термоядерные лазеры с инерционным удержанием
- Управление ядерными запасами