世界上最強大的激光器美國國家點火裝置近日首次成功地實施一次完整的點火演練。科學家們將觸發器放置于一個胡椒籽大小的核燃料球上。強大的能量立即將核燃料球壓碎，并釋放出大量的中子。
國家點火裝置位于美國加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室中，耗資35億美元。事實上，此次點火演練并不是一次真正的點火，也不是該裝置的終極目標。不過，負責該裝置的科學家團隊和獨立的研究人員有理由對兩年內實現聚變點火的目標表示樂觀。當然，該裝置究竟能否實現提供無限量的無污染能源的目標，目前仍不確定。
國家點火裝置直徑約9米的球形靶室
密歇根大學物理學家保羅-德瑞克正利用國家點火裝置研究超新星爆炸的物理學問題。德瑞克表示，“我認為，完成這次點火，幾乎是一項不可估量的科學成就。我一生都將投入到這一偉大的科學裝置上。”
國家點火裝置占地面積大約相當于三個足球場，大部分空間都是由發出192束激光束的設備所占用。在9月29日的點火演練中，科學家們將這些激光束聚焦于一個直徑大約為30英尺(約合9.1米)的球體中。在這個球形靶室中，有一個很小的塑料小球，里面充滿了較重形態的氫(氚和氘)，將接受1兆焦能量的沖擊。
氚氘燃料球容器，也被稱為燃料艙
國家點火裝置研究團隊負責人、工程物理學家愛德華-摩塞斯介紹說，這次點火演練中的激光脈沖能量只有其完全能量的75%左右。此外，低溫冷卻的燃料球并沒有充滿最理想的燃料。在真正聚變點火之前的這一兩年內，國家點火裝置將每個月都進行一次類似的綜合點火。
麻省理工學院核聚變科學家理查德-佩特拉索主要負責國家點火裝置的診斷設備。佩特拉索認為，“國家點火裝置就像是一臺新的汽車引擎。第一次，你沒必要將油門踏板踩到最低。你必須將所有條件調到最合適的狀態，如激光、診斷系統以及靶室的表面等。”
在此次點火演練中，大約有10萬億中子從靶室中涌出。這表明，燃料球中的較重氫(氚和氘)已成功實現聚變。據摩塞斯介紹，在最終點火目標的鏈式聚變反應中，飛出的中子將比這1000倍還要多。
德瑞克表示，到那時如果這一裝置真的能夠實現聚變點火的話，那么科學成果將是極其巨大的。“我們仍然在證明我們能夠實現我們所希望的實驗，也能夠拓寬更廣闊的科學領域。我可以毫不猶豫地說，國家點火裝置將能夠取得一些極其可怕的科學成果，如模擬木星怪異的磁芯、恒星的內核以及宇宙中其他熾熱、高密度環境。”
摩塞斯介紹說，國家點火裝置的作用將并不僅僅用于基礎科學。現在，該機器10%的時間用于基礎科學。2013年后，大約20%的時間用于基礎科學。到2013年，大約40%的時間用于更多的點火研究，而另外40%的時間將用于為政府搜集關于聚變物理學方面的數據。換句話說，它將被用來模擬氫彈爆炸的情景，這樣就不需要真正引爆氫彈。
摩塞斯表示，“戰略安全也是國家點火裝置研究任務的一部分。我們希望能夠在電腦上建立起虛擬的試驗場所，但我們需要優質數據。如果國家點火裝置發生聚變反應，那么它可以安全地制造出實際的核武器爆炸環境。”
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
