Wetenschappers van het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) hebben een röntgenspectrometer met hoge resolutie gebouwd en geleverd voor de grootste en krachtigste laserfaciliteit ter wereld. De diagnostische, geïnstalleerd op de National Ignition Facility (NIF) in het Lawrence Livermore National Laboratory van de DOE, zal gegevens analyseren en vastleggen van experimenten met hoge energiedichtheid die zijn gemaakt door NIF's 192 lasers af te vuren op kleine brandstofkorrels. Dergelijke experimenten zijn relevant voor projecten die het U.S. Stockpile Stewardship Program omvatten, die de Amerikaanse nucleaire afschrikking handhaaft zonder volledige tests, en inertiële opsluiting fusie, een alternatief voor de magnetische opsluitingsfusie die PPPL bestudeert.

PPPL gebruikt al decennia spectrometers om het elektromagnetische spectrum van plasma te analyseren, de hete vierde toestand van materie waarin elektronen zijn gescheiden van atoomkernen, in donutvormige fusie-apparaten die bekend staan ​​​​als tokamaks. Deze apparaten verwarmen de deeltjes en sluiten ze op in magnetische velden, waardoor de kernen samensmelten en fusie-energie produceren. Daarentegen, NIF's krachtige lasers veroorzaken fusie door de buitenkant van de brandstofpellet te verwarmen. Terwijl de buitenkant verdampt, druk strekt zich naar binnen uit in de richting van de kern van de pellet, waterstofatomen samen te pletten totdat ze samensmelten en hun energie vrijgeven.

NIF testte en bevestigde dat de spectrometer op 28 september werkte zoals verwacht. Tijdens het experiment, het apparaat heeft nauwkeurig de elektronentemperatuur en -dichtheid van een brandstofcapsule gemeten tijdens het fusieproces. "Het meten van deze voorwaarden is de sleutel tot het ontsteken van een zelfvoorzienend fusieproces op NIF, " zei PPPL-natuurkundige Lan Gao, die hielpen bij het ontwerpen en bouwen van het apparaat. "Alles is heel mooi verlopen. Het signaalniveau dat we kregen was precies zoals we hadden voorspeld."

De spectrometer zal zich concentreren op een kleine capsule gesimuleerde brandstof die het element krypton bevat om te meten hoe de dichtheid en temperatuur van de hete elektronen in het plasma in de loop van de tijd veranderen. "De fusieopbrengst is erg temperatuurgevoelig, " zei Marilyn Schneider, leider van NIF's Radiation Physics and Spectroscopic Diagnostics Group. "De spectrometer levert de meest gevoelige temperatuurmetingen tot nu toe. Het vermogen van het apparaat om de temperatuur uit te zetten tegen de tijd zal ook erg handig zijn."