Национален комплекс за лазерна термоядрена реакция (NIF)

Този научен комплекс, работещ по проблема с инерционния термоядрен синтез, се намира в град Ливърмор, Калифорния. Комплексът е в процес на изграждане от 12 години, а за изграждането му са похарчени почти 4 млрд. Долара. НИФ използва 192 от най-мощните лазери за загряване и компресиране на малка мишена, състояща се от смес от деутерий и тритий, до точката, където започва независима термоядрена реакция..

Размерът на сградата, където се намира инсталацията за експерименти, е по-голям от футболното игрище. Този комплекс е най-голямата инсталация в света за инерционно контролирано термоядрен синтез. Големите надежди са поставени върху контролирания термоядрен синтез, тъй като ако успее, тази технология ще бъде в състояние да осигури на човечеството практически неизчерпаеми енергийни резерви. Освен това синтезната реакция, за разлика от реакцията на делене на уран, създава много малко радиоактивни отпадъци и следователно реакторът на сливането може да се счита за практически безопасен. 6 октомври 2010 г. преминаха първите успешни тестове на този комплекс. Учените се надяват, че през 2012 г. ще могат да постигнат мащабна реакция на термоядрения синтез.

(Общо 18 снимки)

Спонсор на публикацията: Търговски блог - създаден за тези, които искат да общуват на финансови теми със съмишленици.

1. Монтирането на реакторната сфера, която тежи почти 10 тона, изисква работата на един от най-големите кранове в света. Тази работа беше извършена през юни 1999 г..

2. В гигантската сфера на реактора техният персонал се движи със специален асансьор. Целевата камера е наистина циклопечна структура - диаметърът на сферата е 10 метра. Сферата се формира от десет сантиметрови алуминиеви панели, плътно заварени един към друг. Сферата е покрита със защитен слой от бетон, импрегниран с бром с дебелина 30 сантиметра. Този защитен слой трябва да абсорбира неутроните, които се освобождават по време на реакцията на сливане. Лъчите от 192 лазера с висока мощност проникват в целевата камера чрез специални дупки.

3. По време на процеса на изграждане, целевата камера за първи път е поставена на място, след това стените и покривът на седем етажна камера отделение са били издигнати..

4. На тази снимка виждаме инсталационния процес на оборудването в целевата камера..

5. Това са конкретни опори, върху които се опира системата за управление на посоката на лазерните лъчи. Цялата система от 192 лазера се намира в два лазерни отделения, всеки от които има инсталирани 96 лазера.

6. Така през януари 2002 г. се осъществи инсталирането на системата, което е необходимо за поддържане на нормалните работни параметри на електрозахранването. В тази гигантска система се използва повече от 160 километра високоволтов кабел, чрез който се подава енергия за 7680 светкавици.

7. Ето как изглежда лазерът. Това отделение беше прието от комисията на 31 юли 2007 г. Преди да влезе в целевата камера на реактора, лазерният лъч трябва да преминава през системата от усилватели и честотни преобразуватели от почти 300 m.

8. За комплекс от термоядрени лазерни реакции са необходими 3072 билетни лазерни усилвателя. Тук виждаме процеса на тяхното производство. За тази цел се използват плочи от специално неодимово фосфатно лазерно стъкло. Производството на всички необходими заготовки е завършено през 2005 година.

9. Монтирайте страничната камера в целевия контейнер. Работата се извършва от служители на Националната лаборатория в Ливърмор. Лорънс Джон Холис (той е на снимката вдясно) и Джим МакЕлрой. Монтирането на страничната камера, която беше последната от 6206 инсталирани оптикомеханични и системни модули, беше извършена през януари 2009 г. Заедно всички тези единици се наричат ​​"взаимозаменяеми линейни единици" (SLB). Първата част от тази система е монтирана на 26 септември 2001 г..

10. Комплексът от лазерни термоядрени реакции работи с помощта на оптика, която е направена от много едри единични кристали на кисел калиев фосфат и деутериран първичен киселинен калиев фосфат. В същото време огромен единичен кристал се нарязва на отделни 40-сантиметрови панели. Преди това е необходимо почти две години да се получи кристал с необходимия размер. Но сега гигантските кристали са се научили да растат само за два месеца. Така, общото тегло на 75 изкуствени кристали може да достигне 100 тона..

11. Разбира се, работата на такъв огромен съвременен научно-технически комплекс е просто немислима без най-сложното компютърно оборудване, което трябва да работи добре и без неуспехи. Огромно количество компютърно оборудване обслужва тези най-мощни лазери на планетата..

12. В тази картина техникът проверява работата на оптичната система. Това е най-добрата оптична система (FODI). Тази оптична система ще трябва да работи с изображението на лъчите от всичките 192 лазера..

13. Така изглеждат сградите на Националния комплекс на лазерните термоядрени реакции (NIF), които принадлежат на Националната лаборатория в Ливърмор. Е Лорънс. Самата лаборатория е част от Калифорнийския университет..

14. Оптичните блокове, разположени в долното полукълбо на целевата камера, се използват за трансформиране на лъчите и за отделяне на цвета. Те също така фокусират лъчите, които падат върху микроскопична цел (диаметърът на тази цел е само 2 мм), минаващ през правоъгълна плоча с четиридесет сантиметра..

15. На 10 ноември 2008 г. управителят на Калифорния Арнолд Шварценегер разгледа Националния комплекс за лазерни термоядрени реакции. Директорът на НИФ д-р Едуард Мойсес (той е отляво на губернатора на снимката) и директорът на LLNL д-р Джордж Милър (отдясно) го запознаха с работата на комплекса..

16. На тази снимка, направена вътре в камерата, се вижда огромен целеви държач (изглежда като гигантски молив). Размерът на самата цел е само 2 мм и съдържа 150 микрограма термоядрено гориво. Лазерните импулси почти едновременно достигат целта (разликата между тях във времето не надвишава 30 пикосекунди). Диаметърът на зайче от всеки лъч върху целта е само 50 микрона.

17. Това е прототипът на целта. Една капсула с покритие с берилий с диаметър 2 mm се окачва между два ултра тънки пластмасови листа. Тази капсула трябва да се пълни със специална смес от деутерий и тритий. Преди да започнете експеримента, капсулата се охлажда до почти абсолютна нула (-273 ° С) - това е необходимо, за да се замразява водородът. След това цялата структура е опакована в специален златен цилиндър, наречен hohlraum. Лазерните лъчи няма да застрелят самата цел на горивото, а на този кух цилиндър. Светлините от всичките 192 лазера при точно изчислен ъгъл влизат в крайните отвори, а цилиндърът се изпарява незабавно, изхвърляйки лъч от твърдо рентгеново лъчение. Този рентгенов импулс запалва целта за гориво. Този метод на изстрелване на цел е много по-ефективен от директния удар от лазерни лъчи върху цел. Когато реакцията започне, плътността на топката за гориво ще бъде 100 пъти по-голяма от плътността на оловото, а температурата ще се повиши до 100 милиона градуса, т.е. тя ще бъде по-висока от температурата на слънцето..

18. Първият тест на тази система се проведе на 6 октомври 2010 г. Това беше само оценка и "корекция". При първия тест лазерният импулс имаше енергия от само 1 мегаджаула, но това не е достатъчно, за да започне термоядрена реакция. Но ето какво остава от целевия целеви блок. Цялостното тестване на тази голяма система все още предстои.