美国国家点火装置持续开展能量增益实验

自2022年12月首次实现惯性约束聚变能量增益以来,美国国家点火装置(NIF)通过不断优化实验条件,迄今已成功复现3次能量增益结果,展现出惯性约束聚变广阔而光明的研究前景,显著提升了美国在禁止核试验背景下的核武器研究能力。

美国家点火装置再次实现聚变点火

【美国《今日物理》网站2023年8月11日报道】美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家点火装置(NIF)在近期实验中再次实现聚变点火,且此次点火获得的能量净增益超过了2022年12月首次聚变点火。

汇聚192束激光的NIF——美国利弗莫尔实验室国家点火装置今夏“点火”

一开始是一束低能量的激光脉冲．然后将其分成48束并分别放大到约5J（焦耳），再后来将48束激光脉冲分成192束，并再次放大直到它们各自达到约20kJ（千焦）。经调整后，将光束投射到球状靶室，此时的光束由红外光转换为紫外光，然后将其汇聚到靶标以释放1．8MJ（百万焦）能量给一个仅仅2mm直径的样品。所有的这一切在初始脉冲激发后约1毫秒、互相作用时间10皮秒内完成．目标是让光束击中靶标。

美国国家点火装置中低温定位器产生的背景中子通量密度的计算

W.C.Mead等人[1]对美国国家点火装置(NIF)内的氘氚燃料反应产生的信号中子与低温定位器(CTP)、靶室壁反应产生的背景中子和背景光子的通量密度进行了计算。论文对同一系统进行再次研究,得到与W.C.Mead不同的结论。论文对W.C.Mead等人的研究进行勘误和拓展,使用MCNP对NIF中CTP和靶室壁对背景中子和背景光子的产生情况进行了计算和分析。通过计算在靶室内不同半径不同角度上的背景中子通量密度,确定了在靶室内最佳信噪比的角度,同时对探测器布置在靶室内的位置提出了建议。并且在W.C.Mead等人的研究基础上,改变CTP在靶室中的位置,计算并对比了CTP在靶室内不同位置上,所产生的背景中子和背景光子通量密度。

美国家点火装置接近聚变点火里程碑

【世界核新闻网站2021年8月18日报道】2021年8月8日,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家点火装置(NIF)在实验过程中创造了聚变产额新纪录。这一突破使该装置处于聚变点火的门槛上。NIF在实验中获得了1.3兆焦的聚变能,是其在2018年1月创造的55千焦纪录的25倍。

“国家点火装置”光学元件的制造

“国家点火装置”将是世界最庞大的光学仪器建造“国家点火装置”所用光学元件的根本挑战在于确立并保持高生产率与低成本，又要满足严谨的技术要求。我们正与工业部门联手开发满足这些要求的先进工艺制造技术。时至今日，我们的光学元件研究开发规划已极为成功：大多中工制造技术细节已确定，许多方面的关键结果也已到手。

美国国家点火装置聚变研究取得重要突破

【本刊2022年3月综合报道】2022年1月26日,《自然》杂志报道了美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家点火装置(NIF)研究团队的最新研究成果。该团队通过国家点火装置成功获得“燃烧等离子体”,并产生了创纪录的1.35兆焦能量,相比2020年的最高能量提高了24倍,接近了“点火”所需的1.9兆焦能量,向成功“点火”迈进了一大步。国家点火装置是美国核武器库存管理计划的重要组成部分,其主要作用是利用惯性约束聚变创造出极高温与高压条件。

美国国家点火装置激光束首次达到2兆焦

近日，世界最大激光器、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置（NIF）近日所发射出的激光在经过最后一个聚焦透镜后，达到了2．03兆焦，在一举打破纪录的同时，也成为世界上首个2兆焦能量的紫外激光，其最终投向靶室的192束激光束射出了1．875兆焦（MJ）的能量。尽管超过了其1．8兆焦的设计能力．但激光系统并未有多余的损坏。

“国家点火装置”光学系统设计

“国家点火装置”光学系统由各具基本性能的玻璃板组成，有数千块反射镜，透镜，放大器片，偏振镜，晶体，窗口，衍射光学元件等等。这一复杂系统分为六个子系统，每个子系统有各自的技术要求和设计重点。在第１期工程设计中，已完成每一子系统的初步设计。第Ⅱ期工程设计的技术要求已远超出第Ⅰ期中对大口径光学元件的设计要求，并期望在第Ⅱ期工程设计早期就开始订购这些光学元件的进程。

“国家点火装置”的光束控制

这项被称为有史以来最伟大的激光工程，是一份核武器威慑的保险单，是通往了解恒星内部的门户，是一种耗之不尽的能源。加里福尼亚里弗莫尔国家实验室正在建造的国家点火装置将把１９２束激光引入一个直径为１０ｍ的靶室内，打到 靶室中央豌豆大小的球形弹丸靶上，靶中所含物质为重氢和超重氢，靶或者裸露，或者封入一个称为“黑腔”的金制圆柱体中。