Лаборатория лазерной энергетики
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2015 г. ) |
 | |
| Девиз | «Уникальный национальный ресурс» |
|---|---|
| Учредил | 1970 |
| Тип исследования | Неклассифицированный |
Область исследований | Исследование взаимодействия интенсивного излучения с веществом |
| Директор | Кристофер Дини |
| Персонал | 400 - 500 человек |
| Адрес | 250 Ист-Ривер-Роуд Рочестер, Нью-Йорк 14623-1212 |
| Расположение | Брайтон, Нью-Йорк , США 43 ° 06'47 "с.ш. 77 ° 37'55" з.д. / 43,113108 ° с.ш. 77,632012 ° з.д. |
| 14623 | |
| Принадлежности | Министерство энергетики США Центр плазменной науки и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института Государственный университет Нью-Йорка в Генезео Университет Невады, Рино Университет Висконсина-Мэдисона |
Операционное агентство | Рочестерский университет |
| Веб-сайт | lle.rochester.edu |
Лаборатория лазерной энергетики ( LLE ) — научно-исследовательский центр, являющийся частью южного кампуса Рочестерского университета , расположенного в Брайтоне, штат Нью-Йорк . Лаборатория была создана в 1970 году, ее деятельность финансировалась совместно Министерством энергетики США , Университетом Рочестера и правительством штата Нью-Йорк . Лазерной лаборатории было поручено исследовать физику высоких энергий, связанную с взаимодействием чрезвычайно интенсивного лазерного излучения с веществом. В научных экспериментах на установке особое внимание уделяется инерционному удержанию , прямому приводу, лазерно-индуцированному термоядерному синтезу , фундаментальной физике плазмы и астрофизике с использованием лазерной установки OMEGA. В июне 1995 года OMEGA стала самым мощным в мире ультрафиолетовым лазером. [ 1 ] Лаборатория делит здание с Центром оптоэлектроники и визуализации и Центром производства оптики. Центр Роберта Л. Спроулла по исследованиям лазеров сверхвысокой интенсивности был открыт в 2005 году и содержит лазер OMEGA EP, строительство которого было завершено в мае 2008 года.
более 270 докторов наук. По состоянию на 2022 год присуждено [update] за исследования, проводимые в LLE. [ 2 ] [ 3 ] В летние месяцы лаборатория спонсирует местных школьников, проводящих исследования в лаборатории, причем большинство их проектов возглавляют старшие ученые лаборатории. [ 4 ]
История
[ редактировать ]LLE был основан в кампусе Рочестерского университета в 1970 году доктором Моше Любином. [ 5 ] [ 6 ] Работая с сторонними компаниями, такими как Kodak, в 1972 году команда построила Delta, четырехлучевую лазерную систему. Строительство на нынешней площадке LLE началось в 1976 году. [ 5 ] В 1978 году на предприятии была открыта шестилучевая лазерная система, а два года спустя — 24-лучевая система. В 2018 году Донна Стрикленд [ 7 ] и Жерар Муру получили Нобелевскую премию за работу, которую они проделали в 1985 году во время учебы в LLE. [ 8 ] Они изобрели метод усиления лазерных импульсов посредством «чирикания», за что получили Нобелевскую премию по физике 2018 года . Этот метод рассеивает короткий широкополосный импульс лазерного света в более длинный во времени спектр длин волн. Система усиливает лазер на каждой длине волны, а затем преобразует луч в один цвет. Импульсное усиление Чирпа сыграло важную роль в создании Национальной установки зажигания и системы OMEGA EP. В 1995 году лазерная система OMEGA была увеличена до 60 лучей, а в 2008 году была открыта система OMEGA Extended Performance (OMEGA EP).
The Guardian и Scientific American предоставили упрощенное изложение работы Стрикленда и Муру: она «проложила путь к самым коротким и самым интенсивным лазерным лучам, когда-либо созданным». «Сверхкороткие и сверхострые лучи можно использовать для чрезвычайно точных разрезов, поэтому их техника теперь используется в лазерной обработке и позволяет врачам выполнять миллионы корректирующих» лазерных операций на глазах . [ 9 ] [ 10 ]
ОМЕГА лазер
[ редактировать ]Лазер OMEGA — это лазерное устройство в LLE, созданное для проведения экспериментов по термоядерному синтезу с прямым приводом . Это 60-лучевой ультрафиолетовый с утроенной частотой лазер на неодимовом стекле , который способен излучать 40 килоджоулей при мощности до 60 тераватт , что делает его одним из самых мощных и высокоэнергетических лазеров в мире. Лазерный свет можно сфокусировать на сферической мишени диаметром менее 1 миллиметра. [ 11 ] подвешен в сферической вакуумной камере диаметром 3,3 метра. [ 12 ]
Первоначальное строительство и ввод в эксплуатацию лазера были завершены в 1980 году по контракту на сумму 21 миллион долларов США между Университетом Рочестера и Министерством энергетики США. В то время это была 24-лучевая система мощностью 15 Тераватт. [ 13 ] В период с 1990 по 1995 год она была модернизирована за 61 миллион долларов США до существующей сегодня 60-лучевой системы. [ 12 ] OMEGA удерживала рекорд по самой высокой энергии лазера (за импульс) с 1999 года (после демонтажа лазера Nova ) по 2005 год, когда первые 8 лучей Национальной установки зажигания превысили мощность OMEGA примерно на 30 кДж в ультрафиолете.
OMEGA используется для экспериментов по термоядерному синтезу с инерционным удержанием с прямым приводом, в которых лазеры сжимают мишень, заполненную термоядерным топливом, образуя плотную горячую область в центре, в которой ядерного синтеза происходят реакции . OMEGA когда-то была рекордсменом по самому высокому выходу нейтронов среди всех термоядерных устройств с инерционным удержанием. [ нужна ссылка ] Он продемонстрировал урожайность более 5×10 13 реакций на взрыв при внутреннем давлении более 50 гигабар. [ 14 ]
ОМЕГА EP лазер
[ редактировать ]Лазерная система OMEGA EP (расширенная производительность) — это независимое лазерное устройство, являющееся расширением OMEGA, созданное 16 мая 2008 года с целью изучения передовых методов зажигания. [ 15 ] В нем размещены четыре лазерных луча типа NIF , каждый из которых способен доставлять до 1,6 килоджоулей энергии, а также новая мишенная камера. Два луча имеют решетки сжатия импульсов, позволяющие получать импульсы длительностью до 1 пикосекунды. [ 16 ] Лазер расположен внутри пристройки к зданию 2005 года.
Хотя OMEGA EP обычно работает отдельно от OMEGA, ее два короткоимпульсных луча также можно объединить и направить в целевую камеру OMEGA в дополнение к 60 существующим лучам OMEGA. Высокая мощность этих лучей в сочетании с возможностью независимого регулирования времени позволяет проводить комплексные эксперименты с быстрым зажиганием , в которых лазер OMEGA сжимает сферическую мишень, полную термоядерного топлива, а затем OMEGA EP направляет пучок электронов в ее центр, запуская процесс. термоядерный ожог . Сочетание лазерных систем OMEGA и OMEGA EP делает LLE единственной в мире полностью интегрированной криогенной экспериментальной установкой быстрого зажигания. [ 17 ]
Организация
[ редактировать ]
LLE расположен и управляется Рочестерским университетом . [ 18 ] OMEGA и OMEGA EP — пользовательские комплексы, открытые для использования всем научным сообществом . [ 19 ]
Основным спонсором LLE является Министерства энергетики / Национальной администрации по ядерной безопасности (DOE/NNSA). Управление оборонных программ Архивировано 20 апреля 2015 г. на Wayback Machine , которое поддерживает управление запасами и программы передовых научных вычислений. [ 19 ] [ 18 ]
Перед лабораторией стоит пять задач: [ 20 ]
- Проводить эксперименты по имплозии и эксперименты по фундаментальной физике в поддержку Национальной программы термоядерного синтеза с инерционным удержанием (ICF).
- Разрабатывать новые лазерные технологии и технологии материалов.
- Обеспечить последипломное и высшее образование в области электрооптики, мощных лазеров, физики высокой плотности энергии, физики плазмы и технологии ядерного синтеза.
- Для управления Национальным центром пользователей лазеров.
- Проводить исследования и разработки в области передовых технологий, связанных с явлениями высокой плотности энергии .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Самый мощный в мире ультрафиолетовый лазер доступен в сети» http://www.rochester.edu/news/show.php?id=641
- ^ «Тезисы ЛЛЭ» . Лаборатория лазерной энергетики . Проверено 15 февраля 2024 г.
- ^ «Тезисы NLUF и других внешних студенческих исследований» . Лаборатория лазерной энергетики . Проверено 15 февраля 2024 г.
- ^ «Отчеты средней школы» . Лаборатория лазерной энергетики . Проверено 15 февраля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Особенности «Ведущих светил», журнал Rochester Magazine, 2010 г., http://www.rochester.edu/pr/Review/V73N1/0401_feature2.html , Скотт Хаузер
- ^ «Таблички с временной шкалой LLE» . Лаборатория лазерной энергетики . Проверено 15 февраля 2024 г.
- ^ «Доктор Донна Стрикленд: Нанесение лазерного удара» Университет Ватерлоо, личные профили, по состоянию на 11 января 2014 г., «Доктор Донна Стрикленд | Наука» . Архивировано из оригинала 11 января 2014 г. Проверено 24 августа 2014 г.
- ^ «Рочестерский прорыв в лазерной науке принес Нобелевскую премию» . Университет Рочестера . 2 октября 2018 г. Проверено 4 октября 2018 г.
- ^ «Нобелевская премия по физике получена Артуром Эшкиным, Жераром Муру и Донной Стрикленд» . Хранитель . 2 октября 2018 года . Проверено 2 октября 2018 г.
- ^ « Оптические пинцеты» и инструменты, используемые для лазерной хирургии глаза, Нобелевская премия по физике» . Научный американец. 2 октября 2018 года . Проверено 2 октября 2018 г.
- ^ «Лазерная установка Омега» . Лаборатория лазерной энергетики . Проверено 15 февраля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б «2. Лазерная система OMEGA» (PDF) . Руководство пользователя объекта «Омега» (отчет). Лаборатория лазерной энергетики. 2014 . Проверено 4 апреля 2024 г.
- ^ «Новая лазерная установка призвана стать ответом на энергетический кризис» . Скенектади Газетт . Рочестер, Нью-Йорк. 24 июня 1980 г. с. 3 . Проверено 4 апреля 2024 г.
- ^ С. П. Риган; и др. (6 июля 2016 г.). «Демонстрация давления в горячей точке топлива, превышающего 50 Гбар для слоистых дейтерий-тритиевых имплозий с прямым приводом на OMEGA» . Письма о физических отзывах . 117 (2). Американское физическое общество: 025001. Бибкод : 2016PhRvL.117b5001R . doi : 10.1103/PhysRevLett.117.025001 . hdl : 1721.1/110482 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 27447511 . Проверено 29 июня 2023 г.
- ^ «Лазерное посвящение OMEGA EP» https://www.lle.rochester.edu/media/about/timeline/25_Timeline_2008_09.pdf
- ^ Ваксер, LJ; Гуардальбен, MJ; Келли, Дж. Х.; Крушвиц, Бельгия; Цяо, Дж.; Бегишев И.А. (2008). Высокоэнергетическая короткоимпульсная лазерная система OMEGA EP . Конференция по лазерам и электрооптике. Сан-Хосе, Калифорния, США. ISBN 978-1-55752-859-9 .
- ^ Стокль, К.; Андерсон, Канзас; Бетти, Р.; Боэли, TR; Делеттрез, Дж.А.; Френье, Дж. А. (2008). «Разработка мишени быстрого зажигания и проверка экспериментальной концепции на OMEGA». Физика плазмы. Контроль. Слияние . 50 (12): 124044. Бибкод : 2008PPCF...50l4044S . дои : 10.1088/0741-3335/50/12/124044 .
- ^ Jump up to: а б «Лазерная установка Омега завершила рекордные 25 000 экспериментов | Национальное управление ядерной безопасности | (NNSA)» . Архивировано из оригинала 20 мая 2017 г. Проверено 29 ноября 2018 г.
- ^ Jump up to: а б «Поддержание запасов - Министерство энергетики» . nnsa.energy.gov . Архивировано из оригинала 6 сентября 2015 г. Проверено 2 мая 2015 г.
- ^ Энергетика, Рочестерский университет – Лаборатория лазеров. «Кабинет директора – Лаборатория лазерной энергетики» . www.lle.rochester.edu .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Официальный сайт
- Центр производства оптики. Архивировано 29 августа 2004 г. в Wayback Machine.
- ОМЕГА
- ОМЕГА EP
- Группа пользователей лазерной установки OMEGA Настоящее руководство пользователя создано, чтобы помочь пользователям лазерной установки OMEGA предлагать и проводить эксперименты на установке. Там есть подробная техническая информация об объекте.
- Р. Стивен Крэкстон. Архивировано 19 апреля 2015 г. в Wayback Machine.
Термоядерная энергия , процессы и устройства |
|---|
