6月17日， David Kramer寫了一篇關(guān)于美國國家點火裝置(NIF)的最新進展報道。報道中顯示，來自美國國家核能安全管理局(NNSA)的最新報告也證實，在核聚變實驗室的自定期限過去近四年后，NIF仍無法實現(xiàn)點火目標。
David初次告訴我這個消息時，我立刻聯(lián)想到了2013年2月，也就是既定截止日期后的第四個月，我對勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室裝置進行的一次參觀。在那次參觀中，相比于先進的激光技術(shù)，我更加困惑于NIF當局在2009年作出的關(guān)于點火目標的保證。
顯而易見，受控聚變的進展并未像計劃的一樣順利。可以看出，在2010年NIF運行之初，科學家們很快就意識到對于X射線激光驅(qū)動引起的氫同位素腔體內(nèi)爆與計算機模擬結(jié)果差距較大。如果腔體無法實現(xiàn)對稱性內(nèi)爆，就會阻止聚變反應的實現(xiàn)。NIF研究人員們做出了科學家應有的反應——通過探測尋找問題并對結(jié)果做出調(diào)整性預測，但還想在截止期限前實現(xiàn)目標就完全不現(xiàn)實了。在上次的參觀中我已發(fā)現(xiàn)，科學家們感覺到了無論做出多少的努力，無論對破壞因素做出怎樣的洞察預見，終究會因為錯過期限而被貼上失敗的標簽。
但不可否認的是，自2012年9月開始，NIF裝置的科學家們已取得了非常值得稱贊的成就。例如調(diào)節(jié)激光脈沖以獲得超快爆炸，實現(xiàn)更加快速、緊湊的內(nèi)爆。在2013年試驗中產(chǎn)生了近14 kJ的能量，相比腔體吸收的激光能量多出達3 kJ。當然，14 kJ的能量輸出距離近1.8 MJ的激光輸入還是很遠。
盡管計劃正循序漸進中，但利用NIF或其他激光器裝置實現(xiàn)點火的幾率卻在減少。最新報告中顯示，“如果沒有不可預見的技術(shù)突破，以現(xiàn)在NIF激光器的配置要想實現(xiàn)點火目標，在短期內(nèi)(1至2年)是不可能的，在近5年內(nèi)也是不太確定的。目前來說，沒有已知的配置、明確的目標設(shè)計或方法能夠保證NIF點火的實現(xiàn)。”相比NNSA在2012年報告中“確認NIF能否實現(xiàn)點火目標，還為時過早”的陳述，這段文字顯得更加保守。
另外，NIF裝置至少對核武器研究中向點火目標持續(xù)緩慢前進提供了有限的實驗平臺。NIF工程師們正在修補燃料膠囊和圓柱黑腔。同時，定制診斷儀器能從每個激光發(fā)次內(nèi)獲取更多的信息，這些數(shù)據(jù)能夠幫助改善計算機模擬。
短時間內(nèi)圍繞NIF會存在大量苛責，但是更加遺憾的是，NIF的科學家們從一開始就幾乎注定了要失敗。
David初次告訴我這個消息時，我立刻聯(lián)想到了2013年2月，也就是既定截止日期后的第四個月，我對勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室裝置進行的一次參觀。在那次參觀中，相比于先進的激光技術(shù)，我更加困惑于NIF當局在2009年作出的關(guān)于點火目標的保證。
顯而易見，受控聚變的進展并未像計劃的一樣順利。可以看出，在2010年NIF運行之初，科學家們很快就意識到對于X射線激光驅(qū)動引起的氫同位素腔體內(nèi)爆與計算機模擬結(jié)果差距較大。如果腔體無法實現(xiàn)對稱性內(nèi)爆，就會阻止聚變反應的實現(xiàn)。NIF研究人員們做出了科學家應有的反應——通過探測尋找問題并對結(jié)果做出調(diào)整性預測，但還想在截止期限前實現(xiàn)目標就完全不現(xiàn)實了。在上次的參觀中我已發(fā)現(xiàn)，科學家們感覺到了無論做出多少的努力，無論對破壞因素做出怎樣的洞察預見，終究會因為錯過期限而被貼上失敗的標簽。
圖片來源：Jason Laurea, NIF
但不可否認的是，自2012年9月開始，NIF裝置的科學家們已取得了非常值得稱贊的成就。例如調(diào)節(jié)激光脈沖以獲得超快爆炸，實現(xiàn)更加快速、緊湊的內(nèi)爆。在2013年試驗中產(chǎn)生了近14 kJ的能量，相比腔體吸收的激光能量多出達3 kJ。當然，14 kJ的能量輸出距離近1.8 MJ的激光輸入還是很遠。
盡管計劃正循序漸進中，但利用NIF或其他激光器裝置實現(xiàn)點火的幾率卻在減少。最新報告中顯示，“如果沒有不可預見的技術(shù)突破，以現(xiàn)在NIF激光器的配置要想實現(xiàn)點火目標，在短期內(nèi)(1至2年)是不可能的，在近5年內(nèi)也是不太確定的。目前來說，沒有已知的配置、明確的目標設(shè)計或方法能夠保證NIF點火的實現(xiàn)。”相比NNSA在2012年報告中“確認NIF能否實現(xiàn)點火目標，還為時過早”的陳述，這段文字顯得更加保守。
另外，NIF裝置至少對核武器研究中向點火目標持續(xù)緩慢前進提供了有限的實驗平臺。NIF工程師們正在修補燃料膠囊和圓柱黑腔。同時，定制診斷儀器能從每個激光發(fā)次內(nèi)獲取更多的信息，這些數(shù)據(jù)能夠幫助改善計算機模擬。
短時間內(nèi)圍繞NIF會存在大量苛責，但是更加遺憾的是，NIF的科學家們從一開始就幾乎注定了要失敗。
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