National Ignition Facility (FNI) – plus grosse expérience de Fusion Laser du monde

Le National Ignition Facility (FNI) est une installation de dispositif de fusion (ICF) grand confinement interne à Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Californie. Jusqu'à date, il est connu pour être le plus grand et plus énergique dispositif laser. Il a la taille de trois terrains de football, avec une hauteur d'un 10 histoires bâtiment. Le dispositif couvre 172 800 pieds carrés de taille physique. Il a également le record de l'un des dispositifs de recherche plus élevés du monde avec un budget annuel de 140 millions de dollars. Le coût de la construction du dispositif est venu à presque 3540 millions de dollars. Le dispositif d'ensemble nécessite presque 1000 États-majors pour son entretien.

Le dispositif a aussi la spécialité de produire plus d'énergie qu'il a consommé pour démarrer la réaction. La chaleur produite par les puissants lasers compresse un minime hydrogène afin de produire une réaction de fusion nucléaire. Ils étaient capables de produire une chaleur haute température de telle manière qu'elle a produit d'allumage. Le dispositif est principalement utilisé pour produire de l'énergie élevée au moyen de la réaction de fusion afin d'aide et de maintenir des armes nucléaires et également à la conception en étudiant le comportement de la matière dans les conditions que l'on trouve dans les armes nucléaires.

Le concept a été budgétisé et mis en action en 1997. Mais ils avaient à retarder le projet en raison de défaillances tests initiales et ainsi il a été poussé à 2000. L'appareil entier a été achevée d'ici 2009, même si elle était censée être terminé d'ici 2004, et le coût est allé jusqu'à quatre fois plus qu'il a été budgétée. Après la certification complète par l'United States Department of Energy, la première expérience de faisceau laser a été réalisée en juin 2009, et la première ignition combinée a été achevée en octobre 2010. Les tests montrent que le dispositif était capable de générer des pressions de la pression atmosphérique de près de 100 milliards de fois la terre et de 2 millions de joules d'énergie avec une température aussi élevée que 90 millions de degrés. La pression et la température même seulement trouvera dans les noyaux des étoiles et autre gaz énorme planètes remplis.

La mise en page de base de la FIV est illustré ci-dessous. Le laser est créé dans la salle de montre à droite du Centre. Il est alors scindé en deux et transmis par le biais de deux côtés, comme le montre avec les lignes bleues. Après plusieurs passes à travers les lignes de faisceau, la lumière est ensuite transmise à poste de la "manœuvre" (en rouge) où il est destiné dans la Chambre de la cible (argent).

National Ignition Facility (FNI)-bâtiment Layout

Bien que les chercheurs ont réalisé une sortie de haute énergie, ils travaillent plus difficile d'obtenir un seul 500 térawatts flash de lumière qui atteint la cible de toutes les directions à la fois et que trop à une fraction de seconde. Il y a 48 lignes de faisceau à l'intérieur de l'appareil qui amplifie 192 beamlets. Les lignes de faisceau contiennent 16 amplificateurs par ligne, chacun 4 de la beamlets d'amplification.

Un système de Laser Injection (ILS) est utilisé pour s'assurer que les lignes de faisceau sont uniformes dans la nature. La lumière laser initiale est amplifiée d'une seule source dans l'ILS. La sortie de l'ILS se sont réunis sur une cible qui a des atomes de deutérium (hydrogène avec un neutron) et le tritium (hydrogène avec deux neutrons). Ils fusionnent et produisent un sursaut élevé de l'énergie. Le processus de l'ILS commence avec un flash de faible puissance de la lumière infra-rouge (1053 nanomètres) généré dans un laser dopés ytterbium de fibre optique, connu comme l'oscillateur de Master. La lumière de la sortie de l'oscillateur Master est à nouveau divisée en 48 préamplificateur Modules. Ces modules font la lumière passent par un circuit contenant un amplificateur de verre néodyme plus petit que ceux utilisés dans les lignes de faisceau principal, relançant les nano joules de lumière créés dans l'oscillateur Master à environ 6 joules. La conception de la PAM a été re-modified depuis ce temps, et il les a aidés à faire des énergies plus élevées que celles obtenues précédemment.

National-Ignition Facility (FNI)-chemin du faisceau

L'ensemble de son activité dans le dispositif étant similaire à celles qui se passe dans les noyaux d'étoiles énormes, les chercheurs tentent étudier comment fusion produit certains des éléments atomiques lourds, tels que l'or et l'uranium.