【資料圖】
這個小組,包括9名MIT的前任和現(xiàn)任學(xué)生對2021年進(jìn)行的歷史性ICF點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。結(jié)果在今年那次成功的周年紀(jì)念日發(fā)表。
2021年8月8日,為了尋求產(chǎn)生重要的聚變能量,勞倫斯-利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的國家點(diǎn)火設(shè)施(NIF)的科學(xué)家們使用192道激光束照亮了一個小小的金圓柱體的內(nèi)部,該圓柱體包裹著一個充滿氘氚燃料的球形膠囊。盡管研究人員以前曾多次使用不同的參數(shù)來遵循這一過程,但這次隨之而來的內(nèi)爆產(chǎn)生了1.37兆焦耳的歷史性核聚變產(chǎn)量,這是由一套中子診斷法測量的。其中包括MIT開發(fā)和分析的磁反沖光譜儀(MRS)。這一結(jié)果于8月8日發(fā)表在《Physical Review Letters》上,其明確指出了第一個受控核聚變實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。
據(jù)了解,當(dāng)內(nèi)部聚變加熱功率高到足以克服冷卻聚變等離子體的物理過程時,等離子體就會被點(diǎn)燃,并形成一個正的熱力學(xué)反饋回路進(jìn)而非常迅速地提高等離子體溫度。這受Lawson標(biāo)準(zhǔn)的制約,該標(biāo)準(zhǔn)以John D. Lawson命名,他在1955年的一篇機(jī)密論文中提出了這一概念。在ICF的情況下,點(diǎn)火是一種狀態(tài),聚變等離子體可以啟動“燃料燃燒傳播”,以進(jìn)入周圍致密和寒冷的燃料并使高聚變能量獲得的可能性。
HEDP部門負(fù)責(zé)人Johan Frenje說道:“這一歷史性的結(jié)果當(dāng)然表明,點(diǎn)火閾值是一個真實(shí)的概念,具有良好的理論計(jì)算預(yù)測,并且聚變等離子體可以在實(shí)驗(yàn)室中被點(diǎn)燃。”
通過提供和使用由MIT博士生和工作人員實(shí)施的十幾種診斷方法--對評估內(nèi)爆的性能至關(guān)重要,HEDP部門十多年來為NIF的點(diǎn)火計(jì)劃的成功做出了貢獻(xiàn)。這篇論文的數(shù)百名合著者證明了這一里程碑式的合作努力。據(jù)悉,MIT的貢獻(xiàn)者包括學(xué)生合著者。
“學(xué)生們負(fù)責(zé)實(shí)施和使用一個診斷器以獲得對NIF的ICF項(xiàng)目很重要的數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)在NIF運(yùn)行一個診斷器使他們能夠積極參與科學(xué)對話從而直接接觸到最前沿的科學(xué),”Frenje說道。
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