美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置(National Ignition Facility,NIF),由勞倫斯利福摩爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建造,造價(jià)約40億美元,是美國(guó)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(dá)成極大高溫高壓施加于聚變?nèi)剂锨蛏蠁?dòng)核聚變反應(yīng)。長(zhǎng)達(dá)一公里的NIF裝置最終要讓192束激光在1納秒同時(shí)發(fā)射擊中鉛筆頭大小的燃料球,誤差不能超過(guò)30皮秒(1皮秒:一萬(wàn)億分之一秒)。要達(dá)到這準(zhǔn)確度NIF的激光裝置至關(guān)重要,整套設(shè)備必須零震動(dòng)和零熱漲冷縮。所有機(jī)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(méi)有多少。并且,NIF用在聚變研究上的時(shí)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(xué)》雜志2020年11月的刊文:近年來(lái),總統(tǒng)預(yù)算要求一再試圖削減NIF和其他地方對(duì)激光聚變的研究,只是讓國(guó)會(huì)保留它。國(guó)家點(diǎn)火裝置NIF用于激光聚變科學(xué)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(kù)存管理-模擬核爆炸的實(shí)驗(yàn),以幫助驗(yàn)證彈頭的可靠性,而這種需求在目前全球暫停地下核試驗(yàn)的背景下,尤其旺盛。曾在2010-2014年,領(lǐng)導(dǎo)利福摩爾實(shí)驗(yàn)室聚變研究的Mike Dunne甚至擔(dān)心:激光聚變的研究,會(huì)因這些模擬核試驗(yàn)的需求,在NIF的計(jì)劃中被徹底擠掉。
《科學(xué)》雜志刊文截圖
隨著拜登在總統(tǒng)選舉中勝出,NIF的命運(yùn)有可能會(huì)發(fā)生改變。拜登曾表示,在上臺(tái)之后將支持重啟NIF的192束激光,用于核聚變研究,爭(zhēng)取能夠?qū)崿F(xiàn)“自持燃燒”這一里程碑,這也是NIF當(dāng)年建造之初定下來(lái)的目標(biāo)!
其實(shí),在和平開(kāi)發(fā)聚變能的研究上,國(guó)際上在聚變反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的方式上,一直有兩個(gè)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(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆,ITER計(jì)劃。
不過(guò),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(xué)研究,專注于和平開(kāi)發(fā)聚變能,那不只對(duì)聚變能研究大有裨益,對(duì)全球的安全穩(wěn)定也是一個(gè)非常積極的信號(hào)!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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