“国家点火装置”激光器占地约一个足球场般大小,由192个激光束组成。每个光束能在千分之一秒的时间内前行1000英尺(合304.8米),同时汇聚到一处橡皮擦般大小的目标上。
“国家点火装置”项目的建造计划于上世纪90年代早期提出,当时预计投资7亿美元,工程1997年正式开工。
项目负责人爱德华·摩西说,“国家点火装置”192个激光束产生的能量将是世界第二大激光器的60至70倍,后者位于美国罗切斯特大学。
“这是一个重要里程碑,”摩西说。
美联社说,“国家点火装置”的设计初衷是帮助确保美国“年老”核武器的可靠性。
国家核安全管理局负责人托马斯·达戈斯蒂诺说,激光器的建成将确保美国在无需地下核试验的情况下保证核武库的持续可靠性。
开发核能
“国家点火装置”投入科学实验后,预计将于2010年至2012年间收获首批重大实验成果。
利用“国家点火装置”实现可控核聚变是科学家眼下关注焦点。
与核裂变依靠原子核分裂释放能量不同,聚变由较轻原子核聚合成较重原子核释放能量,常见的是由氢的同位素氘与氚聚合成氦释放能量。与核裂变相比,核聚变能储量更丰富,几乎用之不竭,且干净安全。不过,操作难度巨大。
英国广播公司说,当星体内部存在巨大压力,核聚变能在约1000万摄氏度的高温下完成,然而,在压力小很多的地球,核聚变所需温度达到1亿摄氏度。
“国家点火装置”将寄望通过汇聚大功率激光束实现这一高温。
摩西说:“当‘国家点火装置’的所有激光束全力发射,它们将对目标产生1.8兆焦的紫外光能。”
由于激光脉冲持续时间只有数纳秒,这相当于对准滚珠大小般的氢“燃料球”瞬间发电500万亿瓦,比全美用电高峰时期消耗的电能还多。
摩西说,整个过程将创造出1亿摄氏度的高温和数十亿个大气压,使氢同位素的原子核聚变,产生比触发反应所需能量多出数倍的核能。
“能量收益”
能否在核聚变过程中实现“能量收益”是问题的关键。英国广播公司说,此前有实验实现过核聚变,但未能使核聚变释放的能量超过触发实验所需能量。
对此,摩西充满信心。他说:“我们正在实现目标的路上——首次在实验室环境中实现可控、持续的核聚变和能量收益。”
英国广播公司说,“国家点火装置”如果成功,核聚变释放出的能量将达到触发反应所需能量的10倍至100倍。
|