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日志

 
 

中国激光聚变神器神光Ⅲ:潜伏深山 如同列车  

2012-03-09 12:37:29|  分类: 国防军事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 小美的 军事博览

 

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四川绵阳,一片名为科学城的寂静山岭上,中国工程物理研究院坐落其中。

穿越研究院内连绵山坡,激光聚变研究中心在山林中闪现。这里拥有我国在该领域一流的科研团队、一流的科学设备,目标是探索人类获取能源终极梦想——“激光惯性约束聚变”。

12月8日,科技日报记者走进这片神秘的科研世界。

微尘是激光的克星,它们会损害光学元器件。尽管记者进入实验室之前已穿戴了发套、工作服,甚至用粘尘垫粘掉鞋底的灰尘、穿过呼啸的风淋设备,但仍吃到了“闭门羹”。

“在这里等一等,里面正在‘打靶’。”中心三部书记郑奎兴,挥挥手示意。纯白色的房间内,红色警报器闪烁着刺眼光芒,也许是察觉记者略显紧张,他补充道:“这是正常实验,目前一天要3、4次,‘打靶’时人员不能进入。”

“打靶”是激光实验的俗称,通过高功率激光瞬间聚集,穿过以微米计算的注入孔,射向目标物质,以收集工作数据、监测物质变化。其精密度要求,如同从绵阳打高尔夫球到重庆“一杆进洞”。

5分钟后实验结束,记者走进空气洁净度为一万级的实验室,传说中的“神光Ⅲ原型装置”,如同一组列车展现在记者眼前。

作为我国自主研发、全球第二台已用于实验运行的新一代高功率激光驱动器,它的“车头”是“种子”光源;“车身”是放大系统;“车尾”是如同载人太空舱般的“靶球”,能量在此聚集并射向球中心的物质。据介绍,它能在10-9秒内实现1万焦耳的激光能量输出。

作为我国激光惯性约束聚变领域宏伟的大科学工程,我国科研人员从上世纪九十年代开始启动“神光Ⅲ”研究,“神光Ⅲ原型装置”2003年出光、2006年投入运行,使我国成为继美国之后第二个具备独立研制、建设新一代高功率激光驱动器能力的国家。

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中国工程物理研究院的惯性约束核聚变激光驱动装置原型(央视截图)

“它是为在建的‘神光Ⅲ’做技术积累,当然其自身也用于很多实验。”听着介绍,连记者也不免要醉心于这一设备所代表的无限未来:物理学家们憧憬了半个多世纪的终极能源,将通过它找到实现路径——使用强大的脉冲激光束照射微型靶丸,在瞬间产生极高温度和极大的压力,并维持一定约束时间,实现聚变反应,释放出如同“人造太阳”般的大量聚变能。

就在这台“原型装置”实验室不远处,一个有6层楼高,占地面积超过2万平方米的大型装置正在施工,这就是2007年开工的“神光Ⅲ”主机工程,它拥有国内无与伦比的技术与规模,是我国迈向世界最先进激光聚变研究的“神器”。

在宛如巨型飞机制造工厂般的“神光Ⅲ”工程现场,数十名科研人员正在上下忙碌,安装调试控制系统和主要部件。记者在这里发现,设备旁紧张工作的科研人员大多为70、80后的年轻人,一打听才知道,激光聚变研究中心研究团队平均年龄仅30岁。在现场为记者介绍情况的张鑫,今年28岁,2008年硕士毕业后加入研究团队,她告诉记者,作为一名年轻科研人员,能有机会亲身参加这样伟大工程的建设“很自豪、很荣幸”,每一份努力都使我们更接近成功。

作为规模大、程序复杂、技术精度要求高的前沿领域,“神光Ⅲ”研制中为国人“争气”的故事很多:如设备必须的直径1米方形件光学元件,美国在研期间曾委托欧洲公司生产,制造完成后不仅禁止再销售,甚至要求对方连生产线也必须拆除、销毁,而通过国内大协作、自主攻关,很快就突破了技术瓶颈。“都是自主创新,也只有自主创新。”郑奎兴说,国家的巨大支持、稳定的核心团队、多领域的协同攻关是重大科技攻关的关键。而新老科学家们孜孜奉献的精神,也在这里得到传承,在高洁净度工作环境中不能喝水,每逢午餐时间一群教授、硕博聚在大门口吃盒饭,成为一道亮丽景观。

多年来,通过科研人员们在塔尖上“跳舞”,一些看似神奇的创新,在这里则是“信手拈来”:为清洗设备中的价格不菲的珍贵光学器件,中心发明了通过高频率、低能量激光将灰尘炸落而不损害原件的设备。一次偶然的机会,国家文物部门找到研究所,尝试将其用于清洗文物,几番改进,效果良好,就这样国内首台激光文物清洗装置在此诞生。

“未来我们还将建设更高功率的激光装置,为人类提供清洁的聚变能。”肩负神圣使命、低调研究探索,这里已代表我国在世界科技最尖端领域“潜伏”多年。(记者 盛利)

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中国工程物理研究院的惯性约束核聚变激光驱动装置原型(央视截图)

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神光I和神光II激光装置(资料图)

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神光II激光装置大厅(资料图)

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神光II靶室(资料图)

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神光II能库及自动瞄准装置(资料图)

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在中国合肥一个实验室里,有一个三层楼高的“铁罐”。它叫EAST,是全世界最先进的探索可控核聚变的试验装置之一。资料图:技术人员在合肥安装EAST全超导非圆截面核聚变实验装置。新华社发(刘兵生摄)

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在中国合肥一个实验室里,有一个三层楼高的“铁罐”。它叫EAST,是全世界最先进的探索可控核聚变的试验装置之一。资料图:技术人员在合肥安装EAST全超导非圆截面核聚变实验装置。新华社发(刘兵生摄)

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10月6日,美国国家核军工管理局和劳伦斯利弗莫尔实验室宣布其建造的国家点火装置完成了其首次综合点火实验。在试验中,192束激光系统向首个低温靶室发射了1MJ激光能量。据悉,中国的“神光Ⅲ”能产生的能量也只有美国NIF的一半左右。(来源:环球网)

别墅设计效果图 

 

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