Znajdź zawartość

National Ignition Facility, najpotężniejszy na świecie zespół laserów, pobił swój kolejny rekord. Tym razem lasery dostarczyły do celu 2,15 megadżula energii. To o 15% więcej niż przewiduje specyfikacja NIF oraz ponad 10% więcej niż dotychczasowy rekord wynoszący 1,9 MJ, który ustanowiono w marcu 2012 roku. Użytkownicy NIF zawsze proszą nas o więcej energii do ich eksperymentów, gdyż im więcej energii, tym lepsze wyniki badań. Ostatnie osiągnięcie to ważny krok w kierunku zwiększania możliwości NIF. To pokazuje, że możemy pracować z wyższymi energiami niż przewidywano podczas projektowania NIF, mówi dyrektor Mark Herrmann. Celem ostatnich prac było przekonanie się, jak dużą ilość energii można uzyskać za pomocą obecnie zinstalowanego sprzętu i optyki. Maksymalizacja mocy NIF ma zasadnicze znaczenie dla głównego celu, dla którego ośrodek ten został powołany – badań nad fuzją jądrową. Ośrodek wykorzystuje 192 lasery i dziesiątki tysięcy komponentów optycznych, takich jak soczewki, lustra i kryształy. To jedne z najdoskonalszych elementów tego typu, jakie kiedykolwiek powstały. Prowadzone badania mają posłużyć też m.in. dalszemu udoskonalaniu elementów optycznych. NIF już zapisał się w historii nauki, jako pierwszy system, który dostarczył więcej niż megadżul energii. Teraz przekroczono barierę dwóch megadżuli. NIF ma jednak nie tylko rozpocząć epokę kontrolowanej reakcji termonuklearnej. Zakład posłuży do badań nad bronią jądrową. Stany Zjednoczone od ponad 20 lat nie wyprodukowały żadnej nowej głowicy jądrowej, a od 1992 roku nie przeprowadziły żadnej podziemnej próby z bronią jądrową. NIF pozwoli zachować starzejący się arsenał w dobrym stanie. W końcu trzecim z zadań National Ignition Facility będzie umożliwienie naukowcom badania tego, co dzieje się wewnątrz gwiazd. « powrót do artykułu

W National Ignition Facility dokonano przełomowego kroku na drodze ku uzyskiwaniu energii z fuzji jądrowej. Po raz pierwszy w historii w tego typu systemie udało się uzyskać porównywalną ilość energii jak ta, która została zaabsorbowana przez paliwo podczas inicjowania reakcji. Jednak do uzyskania większej ilości energii niż włożono do całego systemu jeszcze daleka droga. Ostatni eksperyment wykazał też, że naukowcom z Lawrence Livermore National Laboratory udało się zwiększyć wydajność systemu o cały rząd wielkości. Przełom dokonał się, gdy cząsteczki alfa, jądra helu powstałe w wyniku fuzji deuteru i trytu, oddały swoją energię do paliwa, zamiast, jak zwykle, wydostać się z niego. Ta dodatkowa energia przyspieszyła fuzję, prowadząc do jeszcze większej produkcji cząsteczek alfa. Taki samonapędzający się mechanizm to początek fuzji jądrowej. Najnowszy eksperyment został bardzo szczegółowo zaprojektowany tak, by nie doszło do pęknięcia plastikowych osłon, w których znajduje się paliwo. Prawdopodobnie to właśnie degradacja osłoń spowodowała, że poprzednie eksperymenty były nieudane. Osiągnięcie celu było możliwe dzięki zmodyfikowaniu impulsu laserowego, za pomocą którego paliwo jest kompresowane. W National Ignition Facility używa się 192 laserów, które kompresują miniaturowe pigułki z paliwem deuterowo-trytowym do tego stopnia, iż w wyniku fuzji jądrowej dochodzi do uwolnienia dodatkowej energii. Kapsułki mają średnice mniejszą niż połowa średnicy ludzkiego włosa. Wewnątrz znajdują się tryt i deuter, które przez mniej niż miliardową część sekundy zostają poddane olbrzymiemu ciśnieniu i temperaturze. Obecnie naukowcy starają się wykorzystać dwie różne koncepcje rozpoczęcia fuzji jądrowej. Jedna, z której korzysta National Ignition Facility, zakłada użycie laserów do skompresowania paliwa i utrzymania go na miejscu za pomocą inercyjnego uwięzienia. Z kolei w Europie próbuje się innego podejścia. W Joint European Torus w Wielkiej Brytanii oraz w reaktorze ITER we Francji próbuje się utrzymać plazmę na miejscu za pomocą uwięzienia magnetycznego. Celem wszystkich tych prac jest rozpoczęcie fuzji jądrowej i uzyskanie z niej energii. Po dziesiątkach latach badań i niezwykle powolnego rozwoju techniki fuzji jądrowej w końcu udało się uzyskać nadmiarową energię. Przełom dokonany w otwartym w 2009 NIF powinien bardziej przychylnie nastawić doń krytyków tego eksperymentu. Warto przypomnieć, że NIF bił rekordy impulsu i uzyskanej mocy laserowej. Duże koszty związane z utrzymaniem NIF skłoniły jednak Kongres USA do podjęcia decyzji, iż ośrodek ma w większym niż wcześniej stopniu zajmować się badaniami nad bronią jądrową. To jednak, jak widzimy, nie przeszkodziło w osiągnięciu sukcesu na pierwotnym polu zainteresowań NIF. « powrót do artykułu

Przed tygodniem w National Ignition Facility (NIF) uzyskano rekordowo silny impuls lasera. W ramach badań nad nowymi źródłami energii 192 lasery wysłały jednocześnie ultrafioletowe impulsy świetlne w kierunku centralnej komory, w której uzyskano 1,875 megadżula. Każdy z impulsów trwał 23 miliardowe części sekundy i w sumie wygenerowały one moc 411 biliardów watów (TW) czyli 1000 razy większą niż potrzebna jest do zasilenia całych Stanów Zjednoczonych. To ważny krok w kierunku rozpoczęcia fuzji. Podczas przygotowań do uruchomienia NIF dokonywaliśmy wielu podobnych prób, podczas których uruchamiany był jeden laser czy też zestawy po cztery. Tym razem jednak jednocześnie wystrzeliły 192 lasery - mówi Edward Moses, dyrektor NIF. Moc laserów NIF wynosi w sumie 2,03 MJ, jednak zanim promienie dosięgną centralnej komory ich moc nieco spada ona podczas przechodzenia przez instrumenty diagnostyczne i optykę. NIF jest zatem pierwszym ośrodkiem, w którym lasery ultrafioletowe osiągnęły moc 2 MJ. To niemal 100-krotnie więcej niż możliwości innych podobnych ośrodków. Podczas testu osiągnięto też bardzo dużą precyzję produkcji energii. Odchylenie nie przekraczało 1,3%. Precyzja jest niezwykle ważna, gdyż to rozkład energii pomiędzy poszczególnymi promieniami będzie decydował o symetrii implozji w kapsułach zawierających paliwo niezbędne do rozpoczęcia fuzji. National Ignition Facility pracuje w ramach Lawrence Livermore National Laboratory. O otwarciu zakładu oraz jego zadaniach informowaliśmy w 2009 roku.

Roadrunner, najpotężniejszy superkomputer na świecie, który jako pierwszy pokonał barierę petaflopsa (czyli biliarda operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę), zakończył prace nad jawnymi projektami. Obecnie rozpoczyna obliczenia na rzecz tajnych programów związanych z bronią atomową. Stany Zjednoczone od ponad 20 lat nie wyprodukowały nowej głowicy jądrowej, a ostatni próbny wybuch przeprowadziły w 1992 roku. Bezpieczeństwo amerykańskiego arsenału jądrowego oraz zagwarantowanie jego niezawodności zależy zatem w dużej mierze od symulacji, które można wykonywać na superkomputerach. Roadrunner od początku kwietnia do końca września pomagał naukowcom zajmującym się 10 różnymi projektami. Supermaszyna pracowała nad stworzeniem największego w historii komputerowego modelu rozszerzającego się wszechświata, co ma pomóc w zrozumieniu ciemnej materii i ciemnej energii. Brała też udział w pracach nad stworzeniem olbrzymiego drzewa ewolucyjnego całej rodziny wirusa HIV, dzięki czemu naukowcom łatwiej będzie opracować nowe leki zwalczające ten patogen. Naukowcy wspomagali się też Roadrunnerem przy symulowaniu interakcji zachodzących pomiędzy plazmą a laserem. Ich zrozumienie jest kluczowym elementem dla pracy National Ignition Facility. Superkomputer przeprowadzał też atom po atomie symulacje zachowania się nanokabli poddawanych działaniu sił, które prowadziły do ich przerwania. Pomagał odpowiadać na pytanie, jak zmieniają się właściwości mechaniczne i elektryczne nanokabli po zmianie położenia pojedynczego atomu. Maszyna badała również zjawisko rekoneksji magnetycznej, które występuje w plazmie. Często prowadzi ono do gwałtownego uwolnienia się energii przechowywanej w polu magnetycznym. Jego zrozumienie jest ważne dla naszej wiedzy na temat funkcjonowania ziemskiej magnetosfery, Słońca, maszyn służących do fuzji magnetycznej (np. magnetyczne uwięzienie plazmy) czy też astrofizyki.

W Lawrence Livermore National Laboratory otwarto National Ignition Facility (NIF), miejsce w którym będzie pracował najpotężniejszy laser na świecie i gdzie będą prowadzone prace nad pozyskiwaniem energii w wyniku fuzji jądrowej. Zakład ma rozpocząć pracę pełną parą już w 2010 roku. Wówczas 192 gigantyczne lasery będą w stanie skupić swe wiązki na niewielkiej "pigułce" zawierającej wodór, rozpoczynając fuzję jądrową. Będzie to pierwszy system laserów, który wyprodukuje więcej energii, niż jej zużyje. Ma umożliwić rozpoczęcie pierwszej kontrolowanej reakcji termonuklearnej. NIF już zapisał się w historii nauki, jako pierwszy system, który dostarczył więcej niż megadżul energii. Po osiągnięciu w przyszłym roku pełnej mocy lasery dostarczą w sumie dwóch megadżuli energii. NIF ma jednak nie tylko rozpocząć epokę kontrolowanej reakcji termonuklearnej. Zakład posłuży do badań nad bronią jądrową. Stany Zjednoczone od ponad 20 lat nie wyprodukowały żadnej nowej głowicy jądrowej, a od 1992 roku nie przeprowadziły żadnej podziemnej próby z bronią jądrową. NIF pozwoli zachować starzejący się arsenał w dobrym stanie. W końcu trzecim z zadań National Ignition Facility będzie umożliwienie naukowcom badania tego, co dzieje się wewnątrz gwiazd. Otwarcie NIF spotkało się także z głosami krytyki. Budowa zakładu kosztowała 3,5 miliarda dolarów, a roczne koszty operacyjne wyniosą 140 milionów USD. Niektórzy uważają, że w czasie kryzysu gospodarczego są lepsze sposoby na wydawanie tak olbrzymich sum.