美國建成世界最大激光器

　　經(jīng)過10余年設(shè)計(jì)制造、35億美元投資，美國建成世界最大激光器。

　　新裝置將于6月投入實(shí)驗(yàn)。能否借助新裝置實(shí)現(xiàn)核聚變成為科學(xué)家現(xiàn)階段關(guān)注焦點(diǎn)。他們希望，這一裝置能把可控核聚變變?yōu)椤肮こ态F(xiàn)實(shí)”。

　　建成完工

　　美聯(lián)社報(bào)道，美國能源部定于3月31日宣布，位于加利福尼亞州利弗莫爾勞倫斯國家實(shí)驗(yàn)所的“國家點(diǎn)火裝置”（National Ignition Facility）已建成合格。

　　“國家點(diǎn)火裝置”激光器占地約一個(gè)足球場般大小，由192個(gè)激光束組成。每個(gè)光束能在千分之一秒的時(shí)間內(nèi)前行1000英尺（合304.8米），同時(shí)匯聚到一處橡皮擦般大小的目標(biāo)上。

　　“國家點(diǎn)火裝置”項(xiàng)目的建造計(jì)劃于上世紀(jì)90年代早期提出，當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)投資7億美元，工程1997年正式開工。

　　項(xiàng)目負(fù)責(zé)人愛德華?摩西說，“國家點(diǎn)火裝置”192個(gè)激光束產(chǎn)生的能量將是世界第二大激光器的60至70倍，后者位于美國羅切斯特大學(xué)。

　　“這是一個(gè)重要里程碑，”摩西說。

　　美聯(lián)社說，“國家點(diǎn)火裝置”的設(shè)計(jì)初衷是幫助確保美國“年老”核武器的可靠性。

　　國家核安全管理局負(fù)責(zé)人托馬斯?達(dá)戈斯蒂諾說，激光器的建成將確保美國在無需地下核試驗(yàn)的情況下保證核武庫的持續(xù)可靠性。

　　開發(fā)核能

　　“國家點(diǎn)火裝置”投入科學(xué)實(shí)驗(yàn)后，預(yù)計(jì)將于2010年至2012年間收獲首批重大實(shí)驗(yàn)成果。

　　利用“國家點(diǎn)火裝置”實(shí)現(xiàn)可控核聚變是科學(xué)家眼下關(guān)注焦點(diǎn)。

　　與核裂變依靠原子核分裂釋放能量不同，聚變由較輕原子核聚合成較重原子核釋放能量，常見的是由氫的同位素氘與氚聚合成氦釋放能量。與核裂變相比，核聚變能儲(chǔ)量更豐富，幾乎用之不竭，且干凈安全。不過，操作難度巨大。

　　英國廣播公司說，當(dāng)星體內(nèi)部存在巨大壓力，核聚變能在約1000萬攝氏度的高溫下完成，然而，在壓力小很多的地球，核聚變所需溫度達(dá)到1億攝氏度。

　　“國家點(diǎn)火裝置”將寄望通過匯聚大功率激光束實(shí)現(xiàn)這一高溫。

　　摩西說：“當(dāng)‘國家點(diǎn)火裝置’的所有激光束全力發(fā)射，它們將對目標(biāo)產(chǎn)生1.8兆焦的紫外光能。”

　　由于激光脈沖持續(xù)時(shí)間只有數(shù)納秒，這相當(dāng)于對準(zhǔn)滾珠大小般的氫“燃料球”瞬間發(fā)電500萬億瓦，比全美用電高峰時(shí)期消耗的電能還多。

　　摩西說，整個(gè)過程將創(chuàng)造出1億攝氏度的高溫和數(shù)十億個(gè)大氣壓，使氫同位素的原子核聚變，產(chǎn)生比觸發(fā)反應(yīng)所需能量多出數(shù)倍的核能。

　　“能量收益”

　　能否在核聚變過程中實(shí)現(xiàn)“能量收益”是問題的關(guān)鍵。英國廣播公司說，此前有實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)過核聚變，但未能使核聚變釋放的能量超過觸發(fā)實(shí)驗(yàn)所需能量。

　　對此，摩西充滿信心。他說：“我們正在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的路上——首次在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中實(shí)現(xiàn)可控、持續(xù)的核聚變和能量收益。”

　　英國廣播公司說，“國家點(diǎn)火裝置”如果成功，核聚變釋放出的能量將達(dá)到觸發(fā)反應(yīng)所需能量的10倍至100倍。

　　英國牽頭的高能激光項(xiàng)目（Hiper）同樣致力于核聚變能量的開發(fā)與利用。其項(xiàng)目負(fù)責(zé)人邁克?鄧恩說，“國家點(diǎn)火裝置”一旦成功，將“震撼世界”，這將標(biāo)志著激光核聚變從物理學(xué)進(jìn)入“工程現(xiàn)實(shí)”。

　　“這將解決基本物理學(xué)問題，”他說，“讓整個(gè)社會(huì)集中致力于利用這類能量。”

　　鄧恩指出，“國家點(diǎn)火裝置”每發(fā)射一次激光束需間隔數(shù)小時(shí)，僅能證明核聚變操作的科學(xué)性，卻不能滿足建造“激光核聚變動(dòng)力工廠的需求”，后者可能每秒鐘需完成數(shù)次發(fā)射。

　　“這意味著（需要）一種完全不同的激光技術(shù)，”他說。（陳立希）

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