NIF makes history with record 500 terawatt laser shot
http://phys.org/news/2012-07-nif-history-terawatt-laser-shot.html
July 12, 2012
(Phys.org) -- LLNL 的 National Ignition Facility (NIF) 團隊歷經十五年的研究，於七月五日獲得歷史性、破紀錄的雷射發射回報。NIF 雷射系統的 192 道光束，將超過 500 兆瓦（trillion watts、terawatts 或 TW）的峰值功率以及 1.85 百萬焦耳（MJ）的紫外線雷射光投送到標靶。五百兆瓦的功率比美國任一瞬間所耗用的功率大 1000 倍，而 1.85 百萬焦耳的能量則比今日其他例行產生的雷射要多出 100 倍。
這次發射驗證了 NIF 於 1990 年代末期設立的、最具挑戰性的雷射效能規範，那時，科學家正籌劃世上能量最高的雷射設施。將「極端程度的能量與峰值功率結合在 NIF 的標靶上」，是達到其中一種物理學大挑戰的關鍵需求：在實驗室中點燃氫融合燃料（hydrogen fusion fuel）並製造出比供給給標靶還要更多的能量。
在這次歷史性的測試中，NIF 的 192 道雷射在幾兆分之一秒內交互射到直徑 2 mm 的標靶上。總能量符合發射主管所要求的數量，誤差不到百分之 1。此外光束對光束的均勻度也在百分之 1 內，這使得 NIF 不僅是該類型中最高能的雷射同時也是最精確且可重現的雷射。"NIF 正依照科學家的計畫逐步實現，那是在二十多年前構想的，" NIF 主管 Edward Moses 表示。"它能全面運作，而科學家正跨出重要幾步，朝「點燃」邁進，且為了國安、基礎科學以及潔淨核融合能源的探尋，正提供實驗性存取給使用者社群。"
使用者社群表示贊同。"500 TW 的發射是 NIF 團隊的非凡成就，在實驗室裡創造出空前的、迄今只出現在恆星內部的狀態，" Dr. Richard Petrasso 表示，資深研究科學家暨 MIT 高能量密度物理學（high energy density physics）部門主管。"對於全國及世界各地主動追尋極端條件下之基礎科學，以及實驗室核融合點燃這個目標的科學家（如我們自己）來說，這是一項非凡且令人振奮的成就。"
"已受到令人難以置信地嚴密控制，而且是世上最高能的雷射 -- NIF 達到 500 兆瓦的里程碑無疑是一項卓越的成就，" Dr. Raymond Jeanloz 表示，UCB 天文學、地球與行星科學教授。"在研究處於極端狀態下的材料上，這項突破將賦予我們難以置信的新機會。"
NIF 依例在空前的效能等級上運作。七月五日的發射是第三次實驗，在標靶上的總能量超過 1.8 MJ。七月三日，科學家達到迄今最高的能量的雷射發射，在 423 TW 的峰值功率下，將 1.89 MJ 以上的能量傳遞至標靶。在三月15日、為七月五日實驗打下基礎的發射中，首度以 411 TW 的峰值功率，傳遞 1.8MJ 的能量。
在 1990 年代末期，原本對於「在 NIF 上達到這些程度的極端雷射表現」的關注，有一部分轉向留意光學的品質，那無法承受如此強烈的雷射光。Lawrence Livermore 研究者與其業界夥伴密切研究以改良製造方法並大幅減少瑕疵數量。Livermore 科學家亦發展出內部程序以移除並緩和反覆雷射發射所導致的少量損害。
NIF 正影響新巨型雷射設施的設計，那正在或計畫在英、法、俄、日與中國境內建造。
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