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美国能源部(DoE)宣布,经过12年的建设,世界最大的激光器已准备就绪,可以开始发射。 这个耗资 35 亿美元、体育场大小的国家点火装置(NIF)位于加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL),由 192 个独立的射束组成,LLNL 发言人鲍勃·希尔施菲尔德表示,每个射束都是有史以来能量最高的。
非常像电影系列星球大战中的巨型空间站死星(“那不是月亮,”欧比旺·肯诺比说道),这些射束将聚焦于一个点,以释放其全部联合潜力。目标:一个位于 33 英尺(10 米)直径腔室中心的 BB 大小的冷冻氢颗粒。紫外激光应该将颗粒加热到数亿度,迫使核聚变发生——这与为恒星提供能量的超高温和压力原子反应相同。
科学家们长期以来一直称赞聚变是终极清洁能源——氢气资源丰富,但生产和储存氢气在经济上仍然没有吸引力。但是,以单位而言,即使使用少量氢燃料通过聚变产生的能量也是天文数字(想想:E=mc2),与当今运行的任何其他发电方案相比。
关键的是,实验室希望产生净能量,达到一直困扰其他实验室尝试开发聚变作为未来能源的里程碑,希尔施菲尔德表示。 聚变反应需要巨大的能量才能开始,这会削弱其潜在的功率输出,而收集和储存能量则是另一项任务。目前,NIF 的激光器无法以足够快的速度发射以持续产生能量,希尔施菲尔德表示,并指出 NIF 不会产生一瓦用于商业用途的能量,它只是一个原理验证实验。
除了追求聚变之外,NIF 有朝一日还可以将激光聚焦于燃烧发电厂使用过的核燃料,这些燃料现在位于现场水池或水泥桶中。 多年来,美国和其他国家一直在努力解决如何处理这种放射性废物的问题。(奥巴马政府最近取消了长期以来将核废料埋在内华达州尤卡山的计划。)NIF 或基于其技术的设施可以使用这些剩余的易裂变材料代替氢颗粒来发电,同时消除不稳定的核材料。
NIF 的其他任务包括更新该国老化的核储备的超级计算机模拟,由于 1992 年的暂停令,该储备无法进行测试。 在 NIF 还会进行关于恒星聚变和材料科学的天体物理学研究。(“我们将比以往任何时候都更用力地挤压材料,”希尔施菲尔德说。)尽管存在任何与达斯·维达相反的冲动,NIF 激光器不会用于炸毁叛逆的星球。
NIF 的目标腔室内部。目标定位器从右侧[顶部]延伸出来。激光器在 NIF 产生的 2 号激光器舱(共两个)[右]。图片来源:劳伦斯利弗莫尔国家安全有限责任公司 / 劳伦斯利弗莫尔国家实验室