National Ignition Facility research device, Lawrence Livermore National Laboratory, 리버모어, 캘리포니아, 미국

미국 캘리포니아 주 리버모어의 Lawrence Livermore National Laboratory에 위치한 레이저 기반 융합 연구 장치 인 NIF (National Ignition Facility) 장치의 주요 목표는 자체 재생 또는 에너지 생성 융합 반응을 만드는 것입니다. 처음으로. 성공하면 천체 물리학자가 항성 실험을 수행하는 방법 인 레이저 기반 핵융합 원자로의 실현 가능성을 입증 할 수 있으며 물리학자가 핵무기를 더 잘 이해하고 테스트 할 수 있습니다.

1994 년에 처음 제안 된 12 억 달러의 비용과 8 년의 예상 완료 시간으로,이 장치는 1997 년까지 승인되지 않았으며, 그 구조는 문제와 비용 초과로 어려움을 겪었습니다. 2009 년 2 월에 사용 된 192 개의 레이저가 처음으로 시험 발사되었을 때, 가격표는 35 억 달러로 증가했습니다. NIF의 건설은 2009 년 3 월 31 일에 미국 에너지 부에 의해 인증되었으며 2009 년 5 월 29 일에 공식적으로 실시되었습니다. 융합 점화 실험은 2010 년에 시작될 예정이며이 장치는 700 ~ 1,000의 성능을 발휘할 것으로 예상됩니다. 다음 30 년 동안 매년 실험.

NIF에 사용되는 레이저 빔은 마스터 오실레이터에서 시작하여 100 조에서 250 억 초에 이르는 단일 저에너지 (적외선) 레이저 펄스로 시작합니다. 이 빔은 48 개의 새로운 빔으로 나뉘어 개별 광섬유를 통해 각 빔의 에너지를 약 100 억 배 증가시키는 강력한 프리 앰프로 라우팅됩니다. 이 48 개의 빔은 각각 4 개의 새로운 빔으로 분할되어 192 개의 메인 레이저 앰프 시스템에 공급됩니다. 각 빔은 특수 유리 증폭기와 조정 가능한 거울을 통해 앞뒤로 라우팅됩니다. 빔을 약 15,000 배 더 증폭하고 거의 100km (60 마일)의 광섬유 케이블을 통과 할 때 파장을 자외선으로 이동시킵니다. 마지막으로, 192 개의 빔은 직경이 10 미터 (33 피트) 인 진공에 가까운 타겟 챔버로 보내지며, 각 빔은 약 20,000 줄의 에너지를 중수소와 삼중 수소 (추가 중성자가있는 수소 동위 원소)에 약 20,000 줄의 에너지를 전달합니다. 챔버의 중심. 빔은 구형 펠릿에서 서로 몇 초의 수조 내에서 수렴해야하며, 이는 절대 영점 (-273.15 ° C 또는 -459.67) 내에서 단지 약 2 mm (약 0.0787 인치)이고 냉각됩니다. ° F). 시간이 정확히 맞춰지면 빔은 4,000,000 줄 이상의 에너지를 전달하여 펠릿을 약 100,000,000 ° C (180,000,000 ° F)로 가열하고 핵 반응을 시작합니다.