Lawrence Livermore National Laboratory's (LLNL) National Ignition Facility (NIF) lasersysteem heeft een nieuw record gevestigd, het afvuren van 2,15 megajoule (MJ) energie naar de doelkamer - een verbetering van 15 procent ten opzichte van de NIF-ontwerpspecificatie van 1,8 MJ, en meer dan 10 procent hoger dan het vorige 1,9 MJ energierecord van maart 2012.

Deze demonstratie-opname voldoet met succes aan een mijlpaal van niveau 2 van de National Nuclear Security Administration (NNSA) voor 2018.

"Gebruikers van NIF vragen altijd om meer energie in hun experimenten, omdat hogere energieën de wetenschap versterken die NIF kan leveren ter ondersteuning van het rentmeesterschapsprogramma. Deze resultaten markeren een belangrijke stap in de richting van het vergroten van de energie- en stroomcapaciteit van NIF, "zei NIF-directeur Mark Herrmann. "Deze demonstratie dient als de eerste stap op een pad dat NIF in staat zou kunnen stellen met aanzienlijk hogere energieën te werken dan ooit voor ogen stond tijdens het ontwerp van NIF."

Het doel van dit experiment was om de hoogste energie te demonstreren die NIF veilig kan leveren met zijn huidige optica en laserconfiguratie. Het verhogen van de energielimiet van NIF zal de parameterruimte voor stewardship-experimenten vergroten en een belangrijke impuls geven aan het streven naar ontsteking - een belangrijk element van NNSA's Stockpile Stewardship Program.

Dit werk bouwt voort op een succesvolle demo-lasercampagne die vorig jaar op NIF werd uitgevoerd, die slechts vier van de NIF-stralen gebruikte om de prestatielimieten van de NIF-laser te bestuderen. Onlangs gepubliceerd in Kernfusie , de experimentele campagne was ontworpen om de prestatielimieten en operationele kosten van lasers te beoordelen aan de hand van voorspellende modellen. De campagne culmineerde in de levering van de hoogste energie tot nu toe en vormde de basis voor de poging om 2,1 MJ te demonstreren op het gehele lasersysteem met 192 stralen.

De NIF-laser gebruikt tienduizenden grote optische precisiecomponenten, inclusief lenzen, de plakken van het laserglas, spiegels en frequentieconversiekristallen om 192 laserstralen te versterken en naar een klein doel in de doelkamer van 10 meter te leiden. Voortdurende inspanningen op het gebied van onderzoek en ontwikkeling hebben deze optica tot het snijvlak van materiaalwetenschap en -technologie gebracht en spelen een cruciale rol bij het verhogen van de energie- en vermogensdrempels van de laser. Recente doorbraken hebben het niveau van schade-initiatie en groei in de optica verminderd en hebben geleid tot lagere kosten om bestaande schadeplekken te verminderen.

Op basis van deze succesvolle demonstratie, NIF werkt samen met het ontstekingsprogramma van LLNL om later deze zomer de eerste ontstekingsexperimenten uit te voeren die deze verbeterde energiecapaciteit gebruiken.