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国家点火装置的激光系统。

氚氘燃料球容器,也被称为燃料舱。

国家点火装置直径约9米的球形靶室。

  据国外媒体报道,世界上最强大的激光器美国国家点火装置近日首次成功地实施一次完整的点火演练。科学家们将触发器放置于一个胡椒籽大小的核燃料球上。强大的能量立即将核燃料球压碎,并释放出大量的中子。

  国家点火装置位于美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室中,耗资35亿美元。事实上,此次点火演练并不是一次真正的点火,也不是该装置的终极目标。不过,负责该装置的科学家团队和独立的研究人员有理由对两年内实现聚变点火的目标表示乐观。当然,该装置究竟能否实现提供无限量的无污染能源的目标,目前仍不确定。

  密歇根大学物理学家保罗-德瑞克正利用国家点火装置研究超新星爆炸的物理学问题。德瑞克表示,“我认为,完成这次点火,几乎是一项不可估量的科学成就。我一生都将投入到这一伟大的科学装置上。”

  国家点火装置占地面积大约相当于三个足球场,大部分空间都是由发出192束激光束的设备所占用。在9月29日的点火演练中,科学家们将这些激光束聚焦于一个直径大约为30英尺(约合9.1米)的球体中。在这个球形靶室中,有一个很小的塑料小球,里面充满了较重形态的氢(氚和氘),将接受1兆焦能量的冲击。

  国家点火装置研究团队负责人、工程物理学家爱德华-摩塞斯介绍说,这次点火演练中的激光脉冲能量只有其完全能量的75%左右。此外,低温冷却的燃料球并没有充满最理想的燃料。在真正聚变点火之前的这一两年内,国家点火装置将每个月都进行一次类似的综合点火。

  麻省理工学院核聚变科学家理查德-佩特拉索主要负责国家点火装置的诊断设备。佩特拉索认为,“国家点火装置就像是一台新的汽车引擎。第一次,你没必要将油门踏板踩到最低。你必须将所有条件调到最合适的状态,如激光、诊断系统以及靶室的表面等。”

  在此次点火演练中,大约有10万亿中子从靶室中涌出。这表明,燃料球中的较重氢(氚和氘)已成功实现聚变。据摩塞斯介绍,在最终点火目标的链式聚变反应中,飞出的中子将比这1000倍还要多。

  德瑞克表示,到那时如果这一装置真的能够实现聚变点火的话,那么科学成果将是极其巨大的。“我们仍然在证明我们能够实现我们所希望的实验,也能够拓宽更广阔的科学领域。我可以毫不犹豫地说,国家点火装置将能够取得一些极其可怕的科学成果,如模拟木星怪异的磁芯、恒星的内核以及宇宙中其他炽热、高密度环境。”

  摩塞斯介绍说,国家点火装置的作用将并不仅仅用于基础科学。现在,该机器10%的时间用于基础科学。2013年后,大约20%的时间用于基础科学。到2013年,大约40%的时间用于更多的点火研究,而另外40%的时间将用于为政府搜集关于聚变物理学方面的数据。换句话说,它将被用来模拟氢弹爆炸的情景,这样就不需要真正引爆氢弹。

  摩塞斯表示,“战略安全也是国家点火装置研究任务的一部分。我们希望能够在电脑上建立起虚拟的试验场所,但我们需要优质数据。如果国家点火装置发生聚变反应,那么它可以安全地制造出实际的核武器爆炸环境。”(彬彬)

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