美国亚临界核试验及激光核聚变装置美国国家点火装置( 二 ) _装置

U1a的内部道路
在NTS的U1a设施中进行了许多次临界试验，其中大多数使用武器级钚-239 。亚临界试验的数据将与其他物理试验的数据相结合，不断扩展关于核武器的知识，并在维持美国现有的庞大核武库和开发新的核武器方面发挥重要作用。
U1A的内部设施
三。次临界试验能力增强计划
美国在不断进行亚临界实验的同时，也在不断增强自己的亚临界实验能力。为解决美国核武器初级内爆后期钚相关的数据问题，美国国家核安全局于2014年2月制定了《增强次临界实验能力计划(ECSE)》，并于同年9月正式启动。整个ECSE项目分为四个部分:
(1)U1a设施提升计划(UCEP) ，根据能源部第413号令(DOEO413) ，对U1a设施进行提升，建设相应的辅助配套基础设施，如诊断设备巷道、实验区出入通道、通风系统、应急设施、防爆室、控制室等。，由内华达国家安全场组织。
(2)根据能源部413号令(DOEO413)实施的先进闪光摄影系统(代号“天蝎座”Scorpius) ，是实验的主要设备，分为U1a设施接口、注入器、加速器、下行通道、探测器、全球系统等子系统。由能源部主实验室和内华达核试验场共同完成，是整个计划的核心设备。
天蝎座三维图
Scorpio系统的主要组件注入器(4脉冲， 2 MV ， 2 kA ， 85 ns)是由固态脉冲发生器驱动的真空真空IVA热阴极，其加速器(9个2 Mev模块， 4脉冲， 250 kV电池)基于DARHT-1电池(已通过多脉冲性能验证) 。
(3)用于中子诊断的中子诊断次临界实验计划(NDSE)由洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究小组负责。
(4)建造实验性容器处置道路(用于“废”SCES的掩埋巷道) 。这项工作与U1a设施升级计划同时进行，但独立于UCEP计划。道路的估计尺寸为600英尺长， 10英尺高， 10英尺宽(或300英尺长， 14英尺高) 。集装箱处置库的最终规模应根据临界安全评估确定，总拨款为1.69亿美元。洞穴的最终设计于2019年1月完成，挖掘工作于2019财年开始，施工于2021财年完成。
四。国家点火设施(NIF)
国家点火装置(National ignition facility) ，位于美国加州北部劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory) ，将192束激光束聚焦在一个小光斑上，产生可控的氢聚变反应。NIF由美国能源部下属的国家核安全局投资，自1997年开始建设， 2009年竣工。它是世界上更大的激光核聚变装置。
2012年， NIF将其研究方向转向核武器维护，并为清洁聚变核弹积累了实验数据。奈达华核子试验设备所进行的大部分核子试验都集中在一级核子分裂，而所进行的实验则集中在二级聚变反应。虽然实验并非都处于亚临界状态，但整体上是可控的。
美国国家点火设备
2009年9月，在NIF进行的之一次储存管理实验中，科学家们开始使用NIF来验证NNSA关于非点火条件下核武器性能的数据和模型。然而，利弗莫尔和国家核安全局的官员表示，只有点火实验才能帮助解决预测武器性能中的一些不确定领域，特别是当武器处于储存年龄或正在翻新时。
激光核聚变装置的初衷是实现可控核聚变，为人类应用清洁能源做出贡献。但随着技术的不断进步，激光核聚变的效率已经比不上托克马克装置实现的磁约束核聚变。因此，全球激光核聚变装置开始把研究重点放在核武器的维护和新型核弹的研发上。
海伦的目标房间
除了美国，世界上其他国家的激光聚变装置，如法国核武器研究所的MLF和英国原子武器中心的海伦，大多是打着商业核能的幌子进行核武器实验。这些设备积累的数据可用于维持现有核武器的性能或制造新的清洁聚变炸弹。
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亚临界核试验是美国为了规避《全面禁止核试验条约》而进行的没有自持连锁反应的核试验。它是在内华达州的地下核试验洞穴中进行的。主要用于研究武器级钚在高能冲击波下的物理化学性质，以维持现有核武器的可用性。美国NIF是世界上更大的激光聚变装置，主要用于研究现有核弹中二次聚变反应的机理和特性，维护美国庞大的核武库，为美国清洁聚变弹的研究提供科学数据。

美国亚临界核试验及激光核聚变装置 美国国家点火装置( 二 )

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