Národní komplex laserových termonukleárních reakcí

"Vytvoření minihvězdy na Zemi" je cílem Národního laserového termonukleárního reakčního komplexu (NIF), kde se nachází největší laser s nejvýkonnějším energetickým obsahem, který se nachází v Livermore v Kalifornii. Dne 29. září 2010 dokončila NIF první pokus o vznícení, ve kterém bylo 192 laserů zaměřeno na malý válec s kapslí se zmrazeným vodíkovým palivem. Tento experiment byl poslední ze série testů, které by vedly k dlouho očekávanému "vznícení", kdy jádra atomů paliva v kapsli jsou nucena ke spojení, uvolňující obrovskou energii. Očekává se, že uvolnění energie z jaderné syntézy v zařízení poprvé přesáhne energii vynaloženou na zahájení reakce. Stane se cenným zdrojem síly. Stavba NIF trvala více než 3,5 miliardy dolarů od roku 1997, komplex je součástí Livermore National Laboratory. Lawrence Vědci chtějí do roku 2012 dosáhnout plné fúze.

(Celkem 27 fotografií)

1. V národním komplexu laserových termonukleárních reakcí vyskočí výtah technici do cílové kamery ke kontrole. Kamera je kulička o průměru 10 metrů, sestavená z hliníkových panelů o tloušťce 10 cm. Je pokryt 3 metrovou vrstvou betonu impregnovaného borem, aby absorpci neutronů z reakce fúze. Otvory v komoře umožňují průnik 192 laserových paprsků do komory. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

2. Největší jediný kus zařízení v Národním komplexu laserových termonukleárních reakcí - 130 tunová cílová komora. Jeho konstrukce se skládá ze 6 středně symetrických panelů a 12 asymetrických vnějších panelů, které byly nality na hliníkovou továrnu v Ravenswoodu v západní Virginii. Panely byly přepravovány do Creusot-Loire Industries ve Francii, kde byly ohřívány a tvarovány velkým lisem. Pak byly tyto panely odeslány společnosti Precision Components Corp. v York, Pennsylvánii, kde byly připraveny svary. Poté byla cílová komora shromážděna v Livermore National Laboratory. Lawrence (na obrázku). (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

3. Cílová komora o průměru 10 metrů byla zavedena v červnu 1999. Kruhová vakuová komora byla instalována v Livermore National Laboratory. Lawrence s jedním z největších jeřábů na světě. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

4. Po zavedení cílové komory byly dokončeny stěny a střecha. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

5. Stavitelé instalují zařízení v komoře terče. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

6. Betonové regály ve dvou místnostech podporují systém infračervených paprsků s 192 lasery. Jedná se o jeden ze dvou místností, ve kterých je každý 96 lasery. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

7. Instalace systému pro udržení normálních parametrů napájení, ve kterých je více než 160 km vysokonapěťového kabelu, přes který je dodávána energie do záblesků systému (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

8. Oddělení laserového čísla 2. Laserový paprsek se pohybuje přes 304 metrů a poté dosáhne cílové kamery. Laserová část č. 2 byla uvedena do provozu 31. července 2007. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

9. Zhotovení tavených dlaždic zesilovače laserového skla potřebných pro výstavbu NIF (3 072 kusů) bylo dokončeno v roce 2005. Zesilovače jsou neodymové fosfátové sklo vyrobené společností Hoya Corporation USA a Schott Glass Technologies. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

10. Techniky Livermore National Laboratory. Lawrence John Hollis (vpravo) a Jim McElroy vytvořili kameru v cílovém oddělení v lednu 2009. Tato kamera byla poslední z 6206 různých opto-mechanických a řídících systémů, které se nazývají "výměnné lineární jednotky". Byla instalována 26. září 2001. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

11. NIF vyžaduje optiku vyrobenou z velkých monokrystalů primárního fosforečnanu draselného a deuterovaného fosforečnanu draselného. Každý krystal se rozřezá do krystalových panelů o rozměrech 40 cm. Tradičně byl deuterovaný fosforečnan draselný vyroben metodou, pro kterou bylo nutné růst jednoho krystalu téměř dva roky. Časem se tento čas snížil na dva měsíce. V důsledku tohoto procesu se optika vyrábí až do šířky 66 cm, vysoké 50 cm a vážící 380 kg. NIF potřebuje 192 optiky vyrobené z tradičního deuterovaného primárního fosforečnanu draselného a optiky 480 z fosforečnanu draselného. Asi 75 krystalů může dosáhnout hmotnosti téměř 100 tun. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

12. Pracovníci na podlaze fotoaparátu cíl NIF. (NIF / národní laboratoř Lawrence Livermore / Jacqueline McBride)

13. Technik provádí závěrečnou kontrolu systému optiky pro NIF. Po dosažení systému v 10metrové cílové komoře z diagnostického manipulátoru bude schopen produkovat fotografie všech 192 laserových paprsků. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

14. Národní komplex laserových termonukleárních reakcí v Livermore, Kalifornie. Výstavba komplexu byla dokončena v březnu 2009. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

15. Bloky konečné optiky, které jsou na této fotografii umístěny v dolní hemisféře cílové kamery, obsahují speciální optiku pro úpravu paprsku, barevnou konverzi a separaci barev. Zaměřují také paprsky ze čtvercových desek o rozměrech 40x40 cm na stejném místě na cíl, jen o průměru 2x2 milimetrů. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

16. Milimetrové cíle musí splňovat přesné požadavky na hustotu, soustřednost a hladkost povrchu. Vědci a inženýři vyvinuli přesný stroj pro výrobu a montáž malých a složitých cílů. (NIF / národní laboratoř Lawrence Livermore / Jacqueline McBride)

17. Guvernér Kalifornie Arnold Schwarzenegger navštívil 10. listopadu 2008 Národní komplex laserových termonukleárních reakcí. Zleva doprava: ředitel NIF Dr. Edward Moses, Schwarzenegger, ředitel LLNL Dr. George Miller. (NIF / národní laboratoř Lawrence Livermore / Jacqueline McBride)

18. Systém poslední kontroly optiky NIF, zabudovaný do cílové kamery, je navržen tak, aby produkoval obraz všech 192 paprsků. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

19. Fotografie pořízená z podlahy cílové komory demonstruje nastavení cíle. Impulzy laserů se ponoří do středu cíle za trilióny sekund na vzdálenost jednoho lidského vlasu od sebe. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

20. Cílový lokátor a cílový systém pro přesné určení cíle v cílové komoře. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

21. Žena drží zařízení na konci s dutinou. Jedná se o válec s velikostí tužky, ve které je umístěn cíl - kulatá kapsle, která není víc než pepř, kde proudí všechny 192 lasery. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

22. Zlatá dutina je malý dutý kovový válec obklopující palivovou kapsli. V termodynamice je termín "hohlraum" definován jako "dutina se stěnami v radiační rovnováze se zdrojem záření v dutině". Tato dutina přenáší nasměrovanou energii z laserového světla nebo paprsku částic do rentgenového záření. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

23. Prototyp cílové kapsle na berylium je zavěšen mezi dvěma ultra tenkými vrstvami plastu. Malá kapsle bude naplněna tekutou směsí deuteria a tritia, která bude zmražena na -255 stupňů Celsia. Pak do dutiny vstupuje 192 laserových paprsků, které vytvářejí rentgenové záření, které zahřívají kapsli na teploty blízké teplotě slunce. Tím vznikne neuvěřitelný tlak, který stlačuje palivo v kapsli a nutí atomy uvnitř sloučit a uvolnit energii. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

24. Dne 6. října 2010 byl v manipulátoru kryogenního terče instalován blok s cílem s dutinou v drobné kapsli. Dvě měděné knoflíky tvořily obrazovku kolem chladného terče, aby ji ochránila, dokud se otevírá pět sekund před výstřelem. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

25. Lokátor přesně určuje střed cíle a slouží jako druh kotvy pro připojení laserových paprsků. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

26. To je to, co zbývá z cílového bloku po 6. říjnu 2010 výstřelu. Systém 192 laserových paprsků vypálil laserovou energii 1 megajoule do první kryogenní kapsle. 1 megajoule se rovná energii spotřebované 10 000 100-wattovými žárovkami za sekundu. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)

27. Tři podlaží oddělení cíle a mnoho laserů a diagnostických zařízení kolem cílové kamery. (Národní laboratoř NIF / Lawrence Livermore)