國家點(diǎn)火裝置

國家點(diǎn)火裝置激光核聚變裝置01裝置介紹實(shí)驗(yàn)過程主要目標(biāo)落成典禮任務(wù)威懾武器目錄030502040607三大任務(wù)反對(duì)聲音現(xiàn)狀對(duì)比相關(guān)事件目錄0908010基本信息國家點(diǎn)火裝置是美國科學(xué)家研制的、世界最大的激光約束聚變裝置。由美國加利福尼亞州勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室研制。可把200萬焦的能量通過192條激光束聚焦到一個(gè)很小的點(diǎn)上，從而產(chǎn)生類似恒星和巨大行星的內(nèi)核以及核爆炸時(shí)的溫度和壓力。在此基礎(chǔ)上，可以實(shí)施此前在地球上無法實(shí)施的許多試驗(yàn)。該計(jì)劃1997年開工，2009年正式落成，其最終目標(biāo)是點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)自持聚變反應(yīng)。裝置介紹裝置介紹國家點(diǎn)火裝置

（NIF）位于加州，投資約合24億英鎊，占地約一個(gè)足球場大小，1997年工程正式開始建該裝置主要科學(xué)家與加州州長施瓦辛格一起設(shè)?！皣尹c(diǎn)火裝置”產(chǎn)生的激光能量將是羅切斯特大學(xué)激光器的60倍，成為世界最大激光器。科學(xué)家希望該激光器能模仿太陽中心的熱和壓力，用以創(chuàng)造核聚變反應(yīng)。這個(gè)被稱為“人造太陽”的裝置能產(chǎn)生類似恒星內(nèi)核溫度和壓力，使美國在無需核試的情況下保持核威懾力。不僅如此，該裝置還能幫助研制不受《全面禁止核試驗(yàn)條約》限制的新型氫彈。國家點(diǎn)火裝置（NIF），其有能力產(chǎn)生類似恒星內(nèi)核的熱與力。盡管設(shè)計(jì)初衷是用來模擬核爆，屬于美國“無爆炸核試驗(yàn)”不可或缺的部分，但該裝置自落成起就讓世人廣泛注意到它更具魅力的一點(diǎn)——實(shí)現(xiàn)核能發(fā)電。國家點(diǎn)火裝置建設(shè)和試運(yùn)轉(zhuǎn)完成后，2010年將開始進(jìn)行正式點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)。調(diào)試工作包括進(jìn)行一系列優(yōu)化和測試實(shí)驗(yàn)，以獲取點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)所必需的關(guān)鍵激光參數(shù)和點(diǎn)火靶參數(shù)。這些調(diào)試工作將在第一次點(diǎn)火打靶前完成。點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)對(duì)靶工作性能的要求主要體現(xiàn)在：力能學(xué)性能、對(duì)稱性，激波時(shí)序以及靶丸流體動(dòng)力學(xué)。作為國家點(diǎn)火攻關(guān)項(xiàng)目的一部分，有關(guān)上述關(guān)鍵環(huán)節(jié)調(diào)試工作的詳細(xì)計(jì)劃和理論模擬工作目前正在進(jìn)行。調(diào)試和診斷方法的研究正在現(xiàn)有的若干裝置上進(jìn)行。其中包括美國羅切斯特大學(xué)激光能學(xué)實(shí)驗(yàn)室的OMEGA激光裝置，桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的Z裝置和洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室Trident激光裝置。正在開展的制靶工作由美國通用原子公司（GeneralAtomics），勞倫斯里弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室和洛斯·阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)。落成典禮落成典禮人造太陽吊裝建造工程國家點(diǎn)火裝置

5月29日在美國加州北部舉行落成典禮。據(jù)報(bào)道，包括加州州長阿諾德·施瓦辛格、聯(lián)邦能源部長朱棣文及多位頂尖科學(xué)家出席了落成儀式。阿諾發(fā)表講話稱，這個(gè)激光系統(tǒng)的落成，是加州和美國的偉大成就，它可能使美國的能源結(jié)構(gòu)發(fā)生革命性變化，因它將教曉人們駕馭類似太陽能的能量，使其轉(zhuǎn)變成駕駛汽車和家庭生活所需的能源。勞倫斯·利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室的新聞公報(bào)指出，這個(gè)激光聚變裝置名為“國家點(diǎn)火裝置”（NIF），由美國能源部屬下的國家核安全管理局投資，1997年開始建造，共耗資約35億美元（約合239億元人民幣）。據(jù)悉，NIF可以把200萬焦耳的能量，通過192條激光束聚焦到一個(gè)2毫米大的冷凍氫氣球上，從而產(chǎn)生高達(dá)攝氏1億度的熱力，類似恒星和巨大行星的內(nèi)核以及核爆炸時(shí)的溫度和壓力。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家可進(jìn)行之前在地球上無法進(jìn)行的許多試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程先將外部激光增強(qiáng)倍，然后將一束激光分離為48束激光，再增強(qiáng)，進(jìn)一步分離為192束激光，其總能量增加到原來能量的3000萬億倍，再聚焦到直徑為3毫米的氘氚小丸上，產(chǎn)生1億度的高溫，壓力超過1000億個(gè)大氣壓，進(jìn)而引發(fā)核聚變。每束激光發(fā)射出持續(xù)大約十億分之三秒、蘊(yùn)涵180萬焦耳能量的脈沖紫外光——這些能量的瞬時(shí)功率是美國所有電站產(chǎn)生的電能的瞬時(shí)功率的500倍還多。當(dāng)這些脈沖撞擊到目標(biāo)反應(yīng)室上，它們將產(chǎn)生X光。這些X光會(huì)擊中于位于反應(yīng)室中心裝滿重氫燃料的一個(gè)塑料封殼上。X光將把燃料加熱到一億度，并施加足夠的壓力使重氫核生聚變反應(yīng)。釋放的能量將是輸入能量的15倍還多。這是因?yàn)榧す庠阽R面之間來回反射，并通過3000塊磷酸鹽玻璃，其中的鈦原子會(huì)使激光束擴(kuò)大。利弗莫爾有850名科學(xué)家和工程師。另外大約有100名物理學(xué)家在那里設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。NIF的問題是它的激光每幾小時(shí)只能發(fā)射一次。Mercury激光的方案已經(jīng)在計(jì)劃中。它不一定比NIF更大，它的目標(biāo)是每秒鐘發(fā)射10次脈沖。任務(wù)任務(wù)1．支持核武器庫存管理計(jì)劃

；2．進(jìn)行聚變能研究；3．進(jìn)行基礎(chǔ)科學(xué)研究。主要目標(biāo)主要目標(biāo)1．對(duì)核爆模擬的建模和模擬程序進(jìn)行驗(yàn)證，并進(jìn)行核武庫的評(píng)估和認(rèn)證，確保在禁試條件下核武器的安全性和可靠性；2．保持核武器科學(xué)家的技能，并吸引和培養(yǎng)核武器科學(xué)人才；3．解決聚變能物理的問題，為未來的能源決策提供依據(jù)；4．?dāng)U展基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域。國家點(diǎn)火裝置的建成將給美國的核武器研究和國防工業(yè)帶來深遠(yuǎn)的影響。威懾武器威懾武器激光核聚變除了可生產(chǎn)取之不盡的清潔能源外，在軍事上還可用于發(fā)展新型核武，特別是研制新型氫彈，成為戰(zhàn)爭新“殺手”。早在20世紀(jì)50年代，氫彈便已研制成功并投入服役。但氫彈均是以原子彈作為點(diǎn)火裝置。原子彈爆炸會(huì)產(chǎn)生大量放射性物質(zhì)，所以這類氫彈被稱為“不干凈的氫彈”。采用激光作為點(diǎn)火源后，氫彈爆炸就不會(huì)產(chǎn)生放射性裂變物，所以，人們稱利用激光核聚變方法制造的氫彈為“干凈的氫彈”。傳統(tǒng)的氫彈屬于第2代核武，而“干凈氫彈”則屬于第4代核武器，不受《全面禁止核試驗(yàn)條約》的限制。由于不會(huì)產(chǎn)生剩余核輻射，因此可作為“常規(guī)武器”使用。三大任務(wù)三大任務(wù)第一個(gè)任務(wù)是讓科學(xué)家用它模擬核爆炸，研究核武器的性能情況，這也是美國建設(shè)國家點(diǎn)火裝置的初衷，即作為美國核武器儲(chǔ)備管理計(jì)劃的一部分，保證美國在無需核試驗(yàn)的情況下保持核威懾力。第二個(gè)任務(wù)是使科學(xué)家進(jìn)一步了解宇宙的秘密?？茖W(xué)家可使用國家點(diǎn)火裝置模擬超新星、黑洞邊界、恒星和巨大行星內(nèi)核的環(huán)境，進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)。這些試驗(yàn)大部分不會(huì)保密，將為科學(xué)界提供大量此前無法獲取的數(shù)據(jù)。第三個(gè)任務(wù)是保證美國的能源安全。科學(xué)家希望從2010年開始借助國家點(diǎn)火裝置來制造類似太陽內(nèi)部的可控氫核聚變反應(yīng)，最終用來生產(chǎn)可持續(xù)的清潔能源。公報(bào)說：“國家點(diǎn)火裝置所產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)大于啟動(dòng)它所需要的能量，這是半個(gè)多世紀(jì)以來核聚變研究人員一直夢寐以求的‘能量增益’目標(biāo)。如能取得成功，將是有歷史意義的科學(xué)突破?！爆F(xiàn)狀對(duì)比現(xiàn)狀對(duì)比美法日爭研“人造太陽”美國仍居世界領(lǐng)先地位，不僅擁有世界上最大的“諾瓦”激光器、世界上功率最大的“X射線仿真器”，還有目前剛剛落成的NIF。法國激光核聚變研究以軍事化為主要目標(biāo)，確保法國TN－75和TN－81核彈頭能處于良好狀態(tài)。早在1996年，法國原子能委員會(huì)便與美國合作進(jìn)行一項(xiàng)龐大的“兆焦激光計(jì)劃”，預(yù)計(jì)2010年前完成，經(jīng)費(fèi)預(yù)算達(dá)17億美元(約132億港元)。日本1998年，日本成功研制核聚變反應(yīng)堆上部螺旋線圈裝置和高達(dá)15米的復(fù)雜真空頭，標(biāo)志日本已突破建造大型核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的技術(shù)難點(diǎn)。反對(duì)聲音反對(duì)聲音NIF誕生加速核武發(fā)展負(fù)責(zé)NIF的科學(xué)家指出，NIF所創(chuàng)造的核聚變能提供大量能源，而產(chǎn)生的輻射廢料則少于傳統(tǒng)核反應(yīng)堆。但有科學(xué)家指這裝置無法解決能源問題，只是浪費(fèi)納稅人金錢。除此之外，勞倫斯利物摩爾國家實(shí)驗(yàn)室當(dāng)天舉行的慶典活動(dòng)還遭到反對(duì)組織的抗議。一個(gè)名為“三谷社區(qū)反對(duì)放射性環(huán)境”的組織發(fā)表聲明表示，國家點(diǎn)火裝置耗費(fèi)巨資，比原計(jì)劃延遲9年完工，人們忽略了這個(gè)激光器的誕生是為了加速核武器的發(fā)展，并會(huì)訓(xùn)練年輕物理學(xué)家研發(fā)新一代核武。相關(guān)事件相關(guān)事件NIF釋出能量超過燃料吸收能量慣性約束核聚變是一種產(chǎn)生核聚變能量的方法，其操作原理是把燃料芯塊的溫度提高，從而引發(fā)內(nèi)爆和燃料壓縮。實(shí)現(xiàn)受控核聚變條件比較苛刻，輸出能量大于輸入能量要求密度和約束時(shí)間的乘積達(dá)到一定要求。而美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室擁有的世界最大激光器——被稱為“人造太陽”的美國國家點(diǎn)火裝置（NIF），其有能力產(chǎn)生類似恒星內(nèi)核的熱與力。盡管設(shè)計(jì)初衷是用來模擬核爆，屬于美國“無爆炸核試驗(yàn)”不可或缺的部分，但該裝置自落成起就讓世人廣泛注意到它更具魅力的一點(diǎn)——實(shí)現(xiàn)核能發(fā)電。人類能于實(shí)驗(yàn)室中獲得“取之不盡用之不竭”核聚變能源，這在以前是想都不敢想的事。相比世界范圍其他類似計(jì)劃，NIF主打的賣點(diǎn)在于其計(jì)劃成為“第一個(gè)突破平衡點(diǎn)”的設(shè)施。這個(gè)突破平衡點(diǎn)，即指產(chǎn)生的能量大于啟動(dòng)它所需要的