Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций

National Ignition Facility (NIF, Национальный комплекс зажигания / Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций) — научный комплекс для осуществления инерциального термоядерного синтеза (ICF) с помощью лазеров. Находится в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в городе Ливермор (штат Калифорния, США).
Главная цель NIF – «Создание миниатюрной звезды на земле». 29-го сентября, 2010-го, NIF завершила свой первый эксперимент. 192 лазера с энергией в 1 мегаджоуль было направлено на маленький цилиндр, в котором находилась крошечная капсула, содержащая в себе водородное топливо. Данный эксперимент был последним в серии тестов, направленных на столь желанное «воспламенение», в условиях которого ядра атомов топлива внутри капсулы должны были дать на выходе колоссальную энергию – потенциально гораздо большую, чем была затрачена в начале, превратившись при этом в очень ценный источник энергии. NIF представляет собой $3.5 миллиардный лазерный комплекс имитации ядерных испытаний. 10-этажное здание шириной с три футбольных поля, в котором находится самый большой в мире лазер.Ученые NIF надеются достичь реакции ядерного синтеза к 2012 году.

(27 фото)

Источник: http://www.boston.com/

1. Служебный лифт дает техническому персоналу доступ к внутренностям целевой камеры для ее осмотра и надлежащего содержания. Камера представляет собой сферу дести метров в диаметре, собранную из десятисантиметровых алюминиевых панелей, которые были предварительно обработаны до нужной формы и затем сварены. Сверху камера покрыта трехметровым слоем бетона с частицами бора для поглощения нейтронов от реакции сплава. Отверстия в камере позволяют лучам 192-х лазеров проникать внутрь и беспрепятственно доставлять диагностические инструменты.
2. Огромная 130-тонная целевая камера. Дизайн целевой камеры включает в себя 6 симметричных внутренних пластин и 12 ассиметричных наружных пластин, которые были выплавлены на алюминиевом заводе в Рэйвенсвуде, западная Вирджиния. Затем пластины были доставлены во Францию, где они были нагреты и обжаты в гигантском прессе до нужной формы. Затем, в Нью-Йорке, пластины были обрезаны и подготовлены для сварки. Блок целевой камеры был представлен в закрытом стальном ограждении цилиндрической формы.
3. Целевая камера с десятиметровым диаметром на свое место была доставлена в июне 1999-го года. Сферический вакуумный 10-тонный сосуд был установлен одним из самых больших кранов в мире.
4. После того как целевую камеру установили на место завершилась работа над семиэтажными стенами и крышей отсека для камеры.
5. Строители устанавливают оборудование внутри целевой камеры.
6. Бетонные подставки в двух лазерных отсеках поддерживают систему, контролирующую направления лучей 192-х лазеров. Это один из двух 96-ти лазерных отсеков, которые были сооружены в комплексе.
7. Январь 2002-го года. На этом фото изображена установка системы поддержания нормальных параметров электроснабжения, которая содержит в себе больше ста шестидесяти километров высоковольтного кабеля. Этот кабель обеспечивает необходимой энергией более чем 7,680 ламп-вспышек.
8. Лазерный отсек 2. Каждый из лазерных лучей пробегает в общей сложности по 300 м, прежде чем достигает целевой камеры, проходя последовательно цепочку из гигантских лазерных усилителей и преобразователей частоты. Отсек был одобрен комиссией 31-го июля 2007-го года.
9. Изготовление заготовок лазерных усилительных линз, необходимых для работы NIF, было завершено в 2005-м году (всего понадобилось 3072 заготовки). Плиты усилительных линз представляют собой части фосфатного стекла, обработанные неодимом.
10. Январь 2009-го года. Работники Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса Джон Холлис(справа) и Джим МакЭлрой устанавливают боковую камеру в целевом контейнере. Эта камера была последней из 6206 различных оптико-механических и системных модулей, носящих название сменных линейных блоков. Первый сменный линейный блок был установлен 26-го сентября, 2001-го года.
11. Оптика, требуемая NIF, должна быть произведена из больших отдельных кристаллов первичного кислого фосфорнокислого калия (KDP) и дейтрированного первичного кислого фосфорнокислого калия (DKDP). Каждый кристалл разрезается на сорокасантиметровые прямоугольные пластины. Традиционно DKDP производился с помощью методов, которые требовали примерно два года для того, чтобы вырастить один кристалл. С развитием методов стремительного роста для KDP, время, требуемое для выращивания одного кристалла, было сокращено до двух месяцев. На сегодняшний день с помощью методов стремительного роста можно получить кристаллы до 66-ти сантиметров шириной и 50-ти высотой, при весе в 380 килограмм. NIF требуется 192 кристалла из DKDP и 480 кристаллов из KDP.
12. Рабочие на полу целевого контейнера, прямо снаружи целевой камеры.
13. Технический рабочий осматривает систему инспекции конечной оптики (FODI). Когда система FODI будет вставлена в целевую камеру, диаметр которой равен десяти метрам, она сможет предоставлять изображения всех 192-х линий лучей оптических блоков.
14. Национальный комплекс лазерных термоядерных реакций (NIF) в Ливерморе снаружи. Постройка была завершена в марте 2009-го года.
15. Конечные оптические блоки, установленные на нижней полусфере целевой камеры, содержат специальные оптические устройства для создания требуемых условий прохождения лучей, преобразования и разделения цвета. Также они фокусируют лучи, исходящие от сорокасантиметровых прямоугольных пластин на мишень, диаметр которой равен двум миллиметрам.
16. Миллиметровые мишени для экспериментов NIF должны отвечать всем требованиям плотности, концентрации и гладкости поверхности. Для изготовления маленьких и сложных мишеней топливного сгорания ученые и инженеры Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса создали собирающую робо-машину.
17. Губернатор Калифорнии Арнольд Шварцнегер посетил NIF 10-го ноября 2008-го года. Слева направо: директор NIF доктор Эдвард Моузес, губернатор Арнольд Шварцнегер, доктор Джордж Миллер.
18. Система FODI, введенная внутрь целевой камеры. С ее помощью ученые могут видеть все 192 завершающих оптических блока.
19. Этот вид снизу целевой камеры демонстрирует нам ввод располагающего устройства. Удары высокоэнергетических лазеров стремятся к целевому отсеку, прибывая в центр целевой камеры в течение триллионных долей секунды, выравненных с точностью до диаметра волоса.
20. Располагающее мишень устройство и выравнивающая система устанавливают мишень в целевой камере.
21. Женщина держит приспособление с цилиндром Hohlraum на конце. Hohlraum – цилиндр, размером со стирательную резинку на конце карандаша. Данный цилиндр удерживает крошечную сферическую капсулу, которая в свою очередь обречена на бомбардировку 192-х мощнейших лазеров.
22. Золотой цилиндр Hohlraum. В переводе с немецкого означает «пустое пространство». Представляет собой полый металлический цилиндр, в котором находится капсула с топливом. Hohlraum превращает направленную энергию каждого лазерного света или частицы лучей в рентгеновское излучение.
23. Опытный образец. Покрытая слоем бериллия капсула, диаметром в два миллиметра, расположена между двумя ультратонкими пластиковыми листами, предназначенными для облегчения работы с каркасом. Крошечная капсула будет заполнена жидкой смесью дейтерия и трития, которые впоследствии будут заморожены до температуры -255 градусов по Цельсию. Затем 192 лазерных луча со всех сторон пробьют Hohlraum, создавая рентгеновские лучи, которые нагреют капсулу до температур, сравнимых с температурами солнца. Это в свою очередь создаст огромное давление, которое сожмет топливо, содержащееся внутри капсулы, и доведет атомы топлива до воспламенения, сопровождаемое колоссальным выбросом энергии.
24. Шестое октября 2010-го года. Целевой блок, удерживающий Hohlraum, смонтированный на низкотемпературном располагающем устройстве в NIF. Две «руки» медного цвета будут обеспечивать капсулу необходимой защитой до тех пор, пока им не придется открыть ее за пять минут до начала эксперимента.
25. Специальный рабочий располагает мишень внутри целевой камеры, помогая при этом правильно установить направления лучей.
26. Остатки целевого блока после удара шестого октября, 2010-го года. 192 лазера выпалили 1 магаджоуль энергии в свою первую капсулу. Для сравнения, один мегаджоуль равен энергии, потребляемой десятью тысячами стоваттных лампочек в течение одной секунды.
27. Фотография, демонстрирующая три этажа целевого отсека и большую часть лазеров и диагностических устройств, которые окружают целевую камеру NIF в центре.
1. Служебный лифт дает техническому персоналу доступ к внутренностям целевой камеры для ее осмотра и надлежащего содержания. Камера представляет собой сферу дести метров в диаметре, собранную из десятисантиметровых алюминиевых панелей, которые были предварительно обработаны до нужной формы и затем сварены. Сверху камера покрыта трехметровым слоем бетона с частицами бора для поглощения нейтронов от реакции сплава. Отверстия в камере позволяют лучам 192-х лазеров проникать внутрь и беспрепятственно доставлять диагностические инструменты.

Добавить комментарий

X

Вход в аккаунт

Генерация пароля