美國國家點火裝置(National Ignition Facility,NIF),由勞倫斯利福摩爾國家實驗室建造,造價約40億美元,是美國的一座激光型核聚變裝置(ICF),也是人類史上最大的ICF設(shè)施和世界上最大的激光裝置。
NIF試圖使用激光(Laser)達成極大高溫高壓施加于聚變?nèi)剂锨蛏蠁雍司圩兎磻?yīng)。長達一公里的NIF裝置最終要讓192束激光在1納秒同時發(fā)射擊中鉛筆頭大小的燃料球,誤差不能超過30皮秒(1皮秒:一萬億分之一秒)。要達到這準確度NIF的激光裝置至關(guān)重要,整套設(shè)備必須零震動和零熱漲冷縮。所有機械都追求完美,許多10噸重的設(shè)備必須安放在100微米的誤差范圍內(nèi)。
然而NIF裝置建造至今,在激光聚變方面的研究和成果并沒有多少。并且,NIF用在聚變研究上的時間不斷被壓縮,取而代之的是,逐漸轉(zhuǎn)到核武器的研究上面。
根據(jù)《科學》雜志2020年11月的刊文:近年來,總統(tǒng)預算要求一再試圖削減NIF和其他地方對激光聚變的研究,只是讓國會保留它。國家點火裝置NIF用于激光聚變科學研究的比例,已經(jīng)由2012年的60%下降到30%不到,以保留更多的資源用于庫存管理-模擬核爆炸的實驗,以幫助驗證彈頭的可靠性,而這種需求在目前全球暫停地下核試驗的背景下,尤其旺盛。曾在2010-2014年,領(lǐng)導利福摩爾實驗室聚變研究的Mike Dunne甚至擔心:激光聚變的研究,會因這些模擬核試驗的需求,在NIF的計劃中被徹底擠掉。
《科學》雜志刊文截圖
隨著拜登在總統(tǒng)選舉中勝出,NIF的命運有可能會發(fā)生改變。拜登曾表示,在上臺之后將支持重啟NIF的192束激光,用于核聚變研究,爭取能夠?qū)崿F(xiàn)“自持燃燒”這一里程碑,這也是NIF當年建造之初定下來的目標!
其實,在和平開發(fā)聚變能的研究上,國際上在聚變反應(yīng)實現(xiàn)的方式上,一直有兩個方向:磁約束核聚變和慣性約束核聚變。雖然,目前占主流的是磁約束核聚變,比如全球共建的國際熱核聚變實驗堆,ITER計劃。
不過,如果以NIF為代表的慣性約束核聚變裝置,能夠更多地專注于科學研究,專注于和平開發(fā)聚變能,那不只對聚變能研究大有裨益,對全球的安全穩(wěn)定也是一個非常積極的信號!希望這位即將上任的拜登總統(tǒng),能夠兌現(xiàn)自己的承諾。
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