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核聚变激光武器 激光核聚变的应用

2021-04-27知识7

激光核聚变装置的主要典型 由于激光核聚变具有非常重要的意义,世界各国都在加紧研究,并展开激烈的竞争。这里所介绍的是国际上几种有代表性的激光核聚变装置。早期比较有希望的一种激光核聚变装置是由原苏联发明的,称为托卡玛克。同一时期,美国也在研究类似的系统。托卡玛克具有环形结构,工作时,有20束激光同时照射填充氢同位素靶的装置使用60年重800磅的晶体中心,其中10束从装置上方入射,另外10束则来自底部。要求用3万公升/分流量的水加以致冷。这属于间接驱动方式。由美国能源部投资2.84亿美元建造的类似系统从1982年开始在普林斯敦大学运转。80年代中期,美国劳伦斯·利物谋国家实验室建造了一个称为诺瓦的装置。诺瓦用钕玻璃固体激光的3倍频作点火光源,波长351纳米,脉冲能量45千焦,脉宽2.5纳秒(因而峰值功率为1.8×1013瓦)。该装置全长66米,靶室长30米,1.8米厚的混凝土墙壁保护工作人员免受激光冲击波的烧灼。进入90年代,美国又有两个新的激光核聚变系统投入工作。一个是罗彻斯特大学激光能量实验室发展的欧米伽升级装置,另一个是海军研究实验室的奈克设施。欧米伽升级装置与诺瓦相似,也采用钕玻璃激光的3倍频作为点火光源,单脉冲能量为45千焦,但其脉宽只有1纳秒,。

有核聚变的核武器吗 氢弹和中子弹就属于核聚变的核武器。氢弹(hydrogen bomb)利用原子弹[1]爆炸的能量点燃氢的同位素氘等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。

激光核聚变装置的主要用途 激光核聚变除了可生产取之不尽的清洁能源外,在军事上还可用于发展新型核武,特别是研制新型氢弹,同时亦可部分代替核试验。因为通过高能激光代替原子弹作为氢弹点火装置实现的核聚变反应,可以产生与氢弹爆炸同样的等离子体条件,为核武设计提供物理学资料,进而制造出新型核武,成为战争新“杀手”。早在20世纪50年代,氢弹便已研制成功并投入使用。但氢弹均是以原子弹作为点火装置。原子弹爆炸会产生大量放射性物质,所以这类氢弹被称为“不干净的氢弹”。采用激光作为点火源后,高能激光直接促使氘氚发生热核聚变反应。这样,氢弹爆炸后,就不会产生放射性裂变物,所以,人们称利用激光核聚变方法制造的氢弹为“干净的氢弹”。传统的氢弹属于第2代核武,而“干净氢弹”则属于第4代核武器,不受《全面禁止核子试验条约》的限制。由于不会产生剩余核辐射,因此可作为“常规武器”使用。美国仍居世界领先地位,不仅拥有世界上最大的“诺瓦”激光器、世界上功率最大的“X射线模拟器”和“国家点火装置”。法国激光核聚变研究以军事化为主要目标,确保法国TN-75和TN-81核弹头能处于良好状态。早在1996年,法国原子能委员会便与美国合作进行一项庞大的“兆焦激光计划”。

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