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世界上最强大的激光器美国国家点火装置近日首次成功地实施一次完整的点火演练。科学家们将触发器放置于一个胡椒籽大小的核燃料球上。强大的能量立即将核燃料球压碎,并释放出大量的中子。 美国国家点火装置位于美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室中,耗资35亿美元。
以上图为在美国点火装置内,一套升降系统将技术人员送入靶室,以便对其内部进行检修和维护。圆形靶室直径为10米,由一块块10厘米厚的铝板预先成型后焊接而成。它上面覆盖着0.3米厚的混凝土。混凝土中注入了硼,用以吸收聚变反应产生的中子。靶室上的小洞可以让192束激光进入靶室,同时,技术人员还能通过它们研究里边的情况。
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美国点火装置最大的设备就是130吨重的靶室。靶室中间有6片对称的铝板,外层有12片非对称的铝板。它们先是在西弗吉尼亚州雷文斯伍德市铝轧厂浇铸而成,然后装船运到法国的克勒索-卢瓦尔工业公司,在巨型压床内加热、定型。最后,再运到位于宾夕法尼亚州约克市的精密仪器制造公司,在那里进行装饰,焊接预备好的零部件。这张照片是美国点火装置的靶室在劳伦斯利弗莫尔国家实验室临时铁制圆柱体内组装的情景。
1999年6月,直径10米的美国点火装置靶室正在进行安装。技术人员使用世界上最大的一台起重机,将这个球形真空装置安装在劳伦斯利弗莫尔国家实验室。
建筑工人正在美国点火装置的靶室内安装设备。
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在靶室安装到位之后,7层楼高的围墙和屋顶也将随即竣工。
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两个激光间的混凝土结构底座用于支持美国点火装置192束激光的光路设施系统。美国点火装置内将建两个可安放96台激光装置的激光间,这是其中之一。
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这张照片摄于2002年1月,显示的是技术人员在美国点火装置内安装电源调节系统的画面。这一系统的高压电缆总长度超过160公里,为7680盏闪光灯提供能源。
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美国点火装置的2号激光间。激光束在到达靶室前将穿越1000英尺(约合300米)的距离。2号激光间已于2007年7月31日完工。
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这是融化并粗切成块的激光放大器玻璃薄片,美国点火装置共需要3072块这样的玻璃薄片,对它们的制作已经在2005年完工。劳伦斯利弗莫尔国家实验室委托美国霍亚公司与肖特玻璃技术公司制造了这种掺入钕的磷酸盐玻璃。
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2009年1月,劳伦斯利弗莫尔国家实验室两名技术人员约翰·霍利斯(右)和吉姆·麦克尔罗伊在美国点火装置激光间内安装SIDE摄像头。SIDE摄像头是美国点火装置要安装的6206个光学机械和控制系统模块(被称为外场可更换部件,简称LRU)的最后一个。第一个外场可更换部件(一个闪光灯)安装于 2001年9月26日。
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美国点火装置需要的光学组件是用磷酸二氢钾(KDP)和氘磷酸二氢钾(DKDP)的大单晶体制造。每个晶体被切成40平方厘米的薄片。用传统方法生产 DKDP单晶体大约需要两年时间。随着快速生产KDP晶体方法的开发,这一时间已缩短为两个月。目前,用这种新方法制造的光学组件最大可达66厘米宽、 50厘米高,重达840磅(约合380公斤)。美国点火装置需要192个用传统方式制造的DKDP光学组件,480个用快速方法制造的KDP光学组件。大概75个制造完成的晶体总重量将接近100吨。
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