【NIF 核融合更進一步：百萬焦耳雷射】

江南布衣

【NIF 核融合更進一步：百萬焦耳雷射】

 

 

 

美國 NNSA 週三表示，美國科學家以空前的能量等級產生一道雷射發射，那可能是邁向核融合（nuclear fusion）關鍵的一步。

 

NNSA 今日宣佈，位於 LLNL 的 National Ignition Facility（NIF）在幾十億分之一秒內已成功將歷史性等級的雷射能量 -- 超過 1 百萬焦耳（megajoule）-- 傳送到一目標物，並證明該目標驅動那些達成核融合點燃所需要的狀態。

 

這大約是世上其他雷射小組所傳過能量的 30 倍。

 

在幾十億分之一秒內所傳送的雷射光峰值功率，大約是美國在任何時候所用功率的 500 倍。

 

NNSA 署長 Thomas D'Agostino 表示 "突破百萬焦耳障礙讓我們在 National Ignition Facility 更靠近核融合點燃一步，並證明全人類的良機因我們時代中最大的科學與工程挑戰之一而成為可能。"

 

"NIF 在我們的儲備管理計畫（stockpile stewardship program）中是一項維持可靠、安全且在沒有地下核試的情況下，有效遏止核子（核武）的關鍵要素。這個里程碑為我國對於核安的投資如何在其他領域上，從促進能源科技到更了解宇宙，產生利益的一個例子。"

 

為了要證明核融合（此能源提供動力給太陽與眾恆星），NIF 將 192 道強大雷射光束的能量聚焦到鉛筆橡皮擦般大小的圓柱體上，那包含一個微小、裝滿氘與氚（氫的二種同位素）的球形目標物。在圓柱體內，雷射能量被轉換成 X 光，那將燃料壓縮至溫度超過華氏 2 億度、壓力超過地球大氣壓數十億倍。

 

迅速壓縮燃料膠囊，迫使氫核融合並釋出超過雷射能量許多倍的能量，此為點燃反應所需。

 

這項要達成核融合點燃的實驗性計畫稱為國家點燃運動（National Ignition Campaign），由 NNSA 以及除了 LLNL 之外的夥伴： LANL、Laboratory for Laser Energetics、General Atomics、Sandia National Laboratories 還有其它眾多國家實驗室、大學所贊助。

 

NIF 雷射系統，世上唯一百萬焦耳雷射系統，在 2009 年六月開始將 192 道雷射光束全部朝向目標發射。

 

為了在雷射能量竄升時，將目標圓柱體內所達成的 X 光驅動特徵化，這些最初的實驗都在較低的雷射能量與較小的目標物上進行，那將用於點燃實驗中。

 

這些目標物用的是裝滿氣體的膠囊，其作用如同核融合燃料膠囊的替代品。

 

核融合燃料膠囊將用於 2010 年的點燃運動中。1 MJ 的發射代表這些實驗的高潮 -- 首度使用「點燃等級」的目標物。

 

這些早期測試已證明 NIF 的雷射光束能有效傳送到目標，且能在目標圓柱體內創造出足夠的 X 光能量以驅動燃料內爆（implosion）。

 

這些以代用膠囊達成的內爆也顯現出擁有良好的對稱性，那可透過種種技術調整。

 

下一步要進展到類點燃燃料膠囊（ignition-like fuel capsules），那要求燃料位於燃料膠囊內部的一層冷凍氫層中（在華氏零下 425 度）。

 

NIF 目前正準備要將在 2010 年夏季開始以類點燃燃料膠囊進行實驗。

 

"這項成就是一重要里程碑，那同時證明 NIF 點燃雷射系統的功率與可靠度、目標以及開始點燃實驗所需之科學診斷技術整合的精確度，"

 

NIF 主任 Ed Moses 表示。"NIF 證明，它能穩固地傳送今年稍後進行點燃實驗所需要的能量。"

 

NIF，世上最大雷射設施，也是第一個被預期會在實驗設置中達成核融合點燃與獲得能源的設施。

 

 

引用：http://tw.myblog.yahoo.com/jw!dJHDkwmBBQcmZ7bwbOB1EN3izBRHpw--/article?mid=2220