Nacionalni kompleks laserske termonuklearne reakcije (NIF)

Ovaj znanstveni kompleks, koji se bavi problemom inercijskog termonuklearnog spajanja, nalazi se u gradu Livermore u Kaliforniji. Kompleks je bio u izgradnji 12 godina, a gotovo 4 milijarde dolara potrošeno je na izgradnju. NIF koristi 192 najsnažnijih lasera za zagrijavanje i komprimiranje malog cilja, koji se sastoji od mješavine deuterija i tricija, do točke u kojoj počinje neovisna termonuklearna reakcija..

Veličina zgrade u kojoj se nalazi instalacija za eksperimente je veća od nogometnog igrališta. Ovaj kompleks je najveća instalacija u svijetu za inercijsku kontroliranu termonuklearnu fuzije. Visoke se nade stavljaju na kontroliranu termonuklearnu fuzije, jer će, ako bude uspješna, ova tehnologija biti u stanju pružiti čovječanstvu praktički neiscrpne rezerve energije. Osim toga, reakcija sinteze, za razliku od, primjerice, reakcije fisije urana, stvara vrlo malo radioaktivnog otpada, pa se stoga fuzijski reaktor može smatrati gotovo sigurno. 6. listopada 2010. prošlo je prve uspješne testove ovog kompleksa. Znanstvenici se nadaju da će oni moći dobiti potpunu reakciju spajanja tijekom 2012. godine.

(Ukupno 18 fotografija)

Sponzor posta: Trgovinski blog - stvoren za one koji žele komunicirati na financijskim temama s istomišljenicima.

1. Instalacija reaktorske sfere, koja teži gotovo 10 tona, zahtijevala je rad jedne od najvećih dizalica na svijetu. Ovaj rad je proveden u lipnju 1999.

2. Unutar ogromne sfere reaktora, tehničko osoblje se pomiče na poseban lift. Ciljana kamera je doista ciklopoksi struktura - promjer kugle je 10 metara. Sfera je oblikovana od deset centimetara aluminijskih ploča čvrsto zavarenih jedni drugima. Sfera je prekrivena zaštitnim slojem betona impregniranim s bromom, debljine 30 centimetara. Taj zaštitni sloj treba apsorbirati neutrone koji se oslobađaju tijekom fuzije reakcije. Zračevi od 192 laseri velike snage ulaze u ciljnu kameru kroz posebne rupe.

3. Tijekom procesa gradnje, najprije je stavljena ciljna komora, zatim su podignuti zidovi i krov od sedam katova komornih komora..

4. Na ovoj slici vidimo instalacijski postupak opreme u ciljnoj komori..

5. To su betonski nosači na kojima se naginje sustav nadzora smjera laserskih zraka. Cijeli sustav 192 lasera nalazi se u dva laserska odjeljka, od kojih je svaki instaliran 96 lasera.

6. Tako je u siječnju 2002. provedena instalacija sustava, koja je neophodna za održavanje normalnih radnih parametara napajanja. U ovom ogromnom sustavu koristi se više od 160 km visokonaponskih kabela kroz koji se isporučuje energija za 7680 bljeskalica.

7. Ovo je ono što izgledaju laseri. Taj odjeljak je usvojila komisija 31. srpnja 2007. Prije ulaska u ciljnu komoru reaktora, laserska zraka mora proći kroz sustav pojačala i pretvarača frekvencije od gotovo 300 m.

8. Za kompleks termonuklearnih laserskih reakcija potrebno je ukupno 3072 laserskog pojačala za billet. Ovdje vidimo proces njihove proizvodnje. U tu svrhu koriste se ploče od posebnog laserskog stakla neodimij fosfata. Izrada svih potrebnih praznina dovršena je 2005. godine.

9. Postavite bočnu komoru u ciljni spremnik. Rad provode zaposlenici Livermore National Laboratorya. Lawrence John Hollis (on je na slici s desne strane) i Jim McElroy. Instalacija bočne komore, koja je bila posljednja od 6206 instaliranih optomehaničkih i sustava modula, provedena je u siječnju 2009. Zajedno, sve ove jedinice nazivaju se "izmjenjivim linearnim jedinicama" (SLB). Prva jedinica ovog sustava bila je montirana 26. rujna 2001. godine..

10. Kompleks laserskih termonuklearnih reakcija radi uz pomoć optike, koji su napravljeni od vrlo velikih pojedinačnih kristala kiselog kalijevog fosfata i deuteriranog kalij fosfata primarne kiseline. Istodobno se veliki pojedinačni kristal izrezuje na zasebne ploče od 40 centimetara. Prethodno je trebalo gotovo dvije godine da rastu kristal potrebne veličine. Ali sada su divovski kristali naučili rasti za samo dva mjeseca. Dakle, ukupna težina 75 umjetnih kristala može doseći 100 tona..

11. Naravno, rad takvog ogromnog modernog znanstvenog i tehničkog kompleksa jednostavno je nezamisliv bez najsloženijih računalnih opreme koja bi trebala raditi dobro i bez neuspjeha. Ogromna količina računalne opreme služi ovim najmoćnijim laserima na planeti..

12. Na ovoj slici tehničar provjerava rad optičkog sustava. Ovo je krajnji optički sustav (FODI). Ovaj optički sustav morat će raditi sa slikom zraka svih 192 lasera..

13. Ovako izgledaju zgrade nacionalnog kompleksa lasernih termonuklearnih reakcija (NIF), koje pripadaju Nacionalnom laboratoriju Livermore. E Lawrence. Sam laboratorij dio je Kalifornijskog sveučilišta..

14. Optički blokovi koji se nalaze na nižoj hemisferi ciljne kamere koriste se za transformaciju zraka i odvajanje boje. Također se usredotočuju na zrake koje pada na mikroskopski cilj (promjer tog cilja je samo 2 mm), prolazi kroz četrdeset centimetarsku pravokutnu ploču..

15. Dana 10. studenog 2008. guverner Kalifornije Arnold Schwarzenegger pregledao je Nacionalni kompleks laserskih termonuklearnih reakcija. NIF direktor Dr. Edward Moses (on je s lijeve strane guvernera na fotografiji), a ravnatelj LLNL-a dr. George Miller (desno) upoznao ga je s radom kompleksa..

16. Na ovoj fotografiji, snimljenoj unutar ciljanog fotoaparata, jasno je vidljiv ogromni držač cilja (izgleda poput divovske olovke). Veličina samog meta je samo 2 mm i sadrži 150 mikrograma termonuklearnog goriva. Laserski impulsi gotovo su istodobno pogodili cilj (razlika između njih u vremenu ne prelazi 30 pikosekundi). Promjer zeka svakog snopa na meti je samo 50 mikrona.

17. Ovo je prototip ciljanja. Kapsula obložena berilijom promjera 2 mm suspendirana je između dva vrlo tanka plastična lista. Ova kapsula mora biti ispunjena posebnom smjesom deuterija i tricija. Prije početka eksperimenta kapsula se ohladi na skoro apsolutnu nulu (-273 ° C) - to je nužno da bi se vodik zamrznuo. Nakon toga, cijela je struktura zapakirana u poseban zlatni cilindar, koji se zove hohlraum. Laserske zrake neće pucati na samom cilju goriva, već na ovom šupljom cilindru. Zrake svih 192 lasera na točno izračunanom kutu ulaze u krajnje otvore, a cilindar odmah isparava, izbacujući zraku jakog rendgenskog zračenja. Ovaj impuls x-zraka potiče cilj goriva. Ova metoda pucanja cilja mnogo je učinkovitija od izravnog udarca laserskih zraka na cilj. Kada počinje reakcija, gustoća kuglice za gorivo će biti 100 puta veća od gustoće olova, a temperatura će se povećati na 100 milijuna stupnjeva, tj. Ona će biti veća od temperature Sunca..

18. Prvi test ovog sustava održan je 6. listopada 2010. godine. To je samo procjena i "prilagodba". U prvom testu, laserski impuls ima energiju od samo 1 megajoule, to nije dovoljno za pokretanje termonuklearne reakcije. Ali ovdje je ono što ostaje od ciljanog ciljnog bloka. Testiranje ovog velikog sustava još je uvijek naprijed.