国家点火装置[外文翻译].rar

国家点火装置

摘要：位于劳伦斯里弗莫尔实验室的国家点火装置(NIF)占地相当于一座体育场，在建中的NIF由192路光束组成，可得到总能量1.8MJ、功率500TW的紫外激光输出。其靶室的直径达10m，并有100多个诊断器件安放在内。建成后的NIF将是世界上最大、输出能量最高的激光试验系统，它将成为研究惯性约束核聚变和高能量密度及高压力下物质特征的科学研究中心。NIF的高能量激光将把聚变靶丸压缩到热核燃烧需要的条件，使其释放出超过引起聚变反应所需的能量。NIF的其它试验将研究温度接近108K，压力为1011bar时的物理过程，以及自然中只有恒星和行星内部才存在的物理环境。现在NIF已经完成了第一阶段的激光运行试验。NIF首批四束激光已得到脉冲为23ns能量为106KJ的红外光输出，脉宽为3.5ns下三次谐波（351nm）的输出能量可以超过16KJ。靶场试验系统已进入试运行，有关试验正在展开。本文将讨论NIF目前和将来的试验能力，有关诊断系统的计划，低温靶场系统，试验中特有的光学器件，以及将来有可能在NIF上添加的多频激光和高能量短脉冲系统。
关键词：高能量密度物理，惯性约束核聚变，实验室天体物理学，固体激光器
1. 引言
国家点火装置受美国能源部和国家核安全管理局委托建造，它将成为研究惯性约束核聚变和极高能量密度及压力下的物理现象的科学研究中心。放置激光系统的实验室已于2001年九月份完工。2002年末，NIF开始安装首批四束光路。到2003年七月，NIF已经产生了创纪录的基频（1.06µm）、二次和三次谐波单束激光能量输出。到2008年完工时，NIF将提供192路功能激光来压缩氘氚聚变靶丸，使之达到点火并燃烧的条件，从而释放出超过引起聚变反应所需的能量。NIF试验平台提供了研究温度接近一亿K，压力接近一千亿个大气压下物理过程的可能性。这些条件在自然里仅存在于恒星内部和核武器爆炸中。
关于NIF激光机构和运行情况的详细描述在此次会议的其它报告中给出。除了激光系统，首批用于光束测量和物理试验的诊断系统也被安装并进行了试运行。这些仪器包括静态x光照相，加在NIF靶腔上的门控和条纹x光探测器，以及一个全口径反向散射诊断器，它将通过首批四束光的末端光学通道对散射光照相。采用这套初步的诊断系统，NIF的工作人员已经完全完成了有关点火黑腔热力学和流体力学的研究。