美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的巨型NIF鐳射器理髮世界上最強大的鐳射器。它能產生什麼樣的溫度?
很難想象這種設計的力量,但你仍然嘗試:巨大的鐳射能夠預熱目標高達1億度
NIF 鐳射器自 2009 年 3 月起生效佔用一座10層高的建築,有三個足球場。它有192個獨立的鐳射束,將所有能量引導到一個不到一釐米的小目標。它發生在一個完全協調的脈衝中,只有幾十億分之一秒。由此產生的閃光創造了核聚變所需的極端條件——1億攝氏度的溫度和1000億倍於地球大氣壓力的壓力。
要了解 NIF 如何取得如此驚人的結果,值得仔細看看什麼是鐳射束。"鐳射"一詞是從英語光增強到輻射增強(透過刺激輻射來放大光)的縮寫。這是這些裝置工作方式的關鍵。最簡單的解釋是聲音系統的訊號增益,其中額外的能量被泵入音訊訊號,使其更響亮,同時保持其精確的特性,如振幅和波長。鐳射也這樣做,但它增強了光,而不是聲音。
在NIF 192的情況下,鐳射束逐漸放大,來回穿過磷酸鹽玻璃板,由鑌合金合金固定。這種增益的能量來自玻璃板周圍的一系列大功率燈具。在光線透過之前,這些燈的強烈白光用於將鏃原子中的電子提升到非常高的能量水平。
然後,當鐳射脈衝穿過玻璃時,它會觸發"刺激輻射"。鏃原子中的過量能量以更多的光波的形式釋放出來,以與原始脈衝相同的波長向同一方向移動。因此,鐳射束在每次透過時都會逐漸放大,最終變得比輸入強四倍以上。
雖然與武器有關的研究仍然是NIF活動的主要部分,但每年約有8%的時間被投入到更和平的實驗中。其中包括研究太陽和其他恆星上的核聚變,以及研究可能有助於利用核聚變作為地球和其他行星未來能源的技術。
