查看测试核武器是否有效的设施

巨大的激光诱发聚变反应,以测试美国的核储备

国家点火装置(蓝色)的靶室容纳着微小的氘或其他材料颗粒。激光从四面八方击中目标,引发聚变反应。这些实验使研究人员能够评估美国核武库的性能。

阿拉斯泰尔·菲利普·维珀

G进入室内,待在室内并保持关注——这是纽约市紧急事务管理局团队去年七月要求市民在发生热核攻击时采取的措施。“没问题吧?你能搞定的,”乐观的播音员在一段视频剪辑中保证道。

反应迅速而尖锐。“现实是,如果这种情况发生,你就‘搞不定’,”国际废除核武器运动组织发推文说。“在随后的几个小时和几天里,将无法做出回应。”然而,这种公共服务公告的回归指向一个令人不安的现实:核战争再次成为可能。

1995年,在苏联解体和对核交换的恐惧消退之后,世界大国无限期地延长了《不扩散核武器条约》(NPT),这是一项1970年的协议,旨在防止新的国家获得核武器,并促使那些已经拥有核武器的国家解除武装。一年后,美国签署了《全面禁止核试验条约》(CTBT),旨在禁止“在世界任何地方进行的任何核武器试验爆炸或任何其他核爆炸”。然而,这些条约并未阻止美国努力确保其核武库的战备状态。根据在《全面禁止核试验条约》之后制定的“库存管理计划”,美国每年花费150亿美元用于研究和测试核材料,其中一部分在加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(NIF)进行。


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这个巨大的聚变研究设施,规模相当于一个体育场,于1997年开始建设,历时十多年才完成。NIF拥有192条激光束线,每条长度超过100米。激光以200亿分之一秒的脉冲和500万亿瓦的功率——大约是美国在任何给定时刻电力使用量的1000倍——瞄准微小的氘和其他物质样品。在超过地球大气压1000亿倍的压力下压缩,目标内爆,产生聚变反应,温度比太阳中心高出七倍以上。

这些和其他实验提供了有关材料科学和聚变能源的信息。然而,最重要的是,它们产生的数据,以及来自禁令前进行的核试验的信息,被输入到复杂的模拟中,这些模拟在超级计算机中进行虚拟热核爆炸。

96束激光阵列,每束长度超过100米,与目标另一侧的相同阵列(未显示)相匹配。图片来源:阿拉斯泰尔·菲利普·维珀

NIF研究人员表示,这些实验对于理解美国5000多枚核弹头(其中大部分是在1980年代生产的)在发生热核交换时的行为是必要的。“最终目标是永远不要使用这些东西,”劳伦斯利弗莫尔武器物理与设计项目主管马克·克里斯托弗·赫尔曼说。“但我们想向我们的盟友保证,我们支持他们,并确保我们的对手知道,如果他们需要被使用,它们将按预期工作并产生毁灭性的后果。”然而,批评者质疑,是否有必要在这样一个项目上花费数十亿美元。测试表明,现有的原子弹应在至少未来70年内保持有效,有些武器甚至可以持续接近100年而不会发生明显的退化。

摄影师阿拉斯泰尔·菲利普·维珀正在记录核物理学的各种应用,并探索人们体验“核”这个充满含义的词的方式。他拍摄了位于日内瓦附近欧洲核子研究中心的大型强子对撞机、ITER和JET聚变反应堆,以及涉及核反应的医疗和其他设施。这是他首次记录进行核武器研究的反应堆。

高功率激光脉冲起源于主振荡器室()。振荡器产生低能量激光脉冲,这些脉冲由48个独立的系统进行调制和放大。图片来源:阿拉斯泰尔·菲利普·维珀

在激光舱内,高压仪器控制激光束在放大器中的传播。图片来源:阿拉斯泰尔·菲利普·维珀

光学开关技术使激光束能够在放大器中来回发送,以有效地增加其功率。图片来源:阿拉斯泰尔·菲利普·维珀

在靠近目标的位置,48个光学组件中的每一个都检查激光的质量,改变它们的频率并将它们聚焦到靶室中。图片来源:阿拉斯泰尔·菲利普·维珀

从目标舱内看到的靶室外部。洁净的环境对于处理光学仪器至关重要。图片来源:阿拉斯泰尔·菲利普·维珀

编者注(2022年12月2日):本文在发布后进行了编辑,以更正用于在劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(NIF)产生聚变反应的物质的描述。文本此前已于9月19日修订,以更正美国每年花费150亿美元用于研究和测试核材料的部分资金流向NIF的描述。马克·克里斯托弗·赫尔曼在劳伦斯利弗莫尔的职位已于9月6日更新。

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