LIVERMORE, Calif. (AP)-Ed Moses พูดถึง "Grand Challenge '' ที่ทำให้เขาบริโภคในช่วงห้าปีที่ผ่านมาเปรียบเทียบกับการพยายามตีโซนนัดหยุดงานด้วยเบสบอลจาก 350 ไมล์ห่างออกไป 350 ไมล์ ห้องปฏิบัติการพลังงานที่พบที่ศูนย์กลางของดวงอาทิตย์
ในอาคารขนาดเท่าสนามฟุตบอลวิศวกรได้รวบรวมกรอบสำหรับเครือข่ายคานเลเซอร์ 192 ตัวแต่ละครั้งเดินทาง 1,000 ฟุตเพื่อมาบรรจบกันพร้อมกันกับขนาดของยางลบดินสอ
การเดินทางจะใช้เวลาหนึ่งในพันของวินาทีในระหว่างที่พลังงานของแสงขยายไปหลายพันล้านครั้งเพื่อสร้างเลเซอร์พัลส์สั้น ๆ 1,000 เท่าของพลังงานการผลิตไฟฟ้าของสหรัฐอเมริกา
เป้าหมายคือการสร้างความร้อนที่เป็นไปไม่ได้-180 ล้านองศาฟาเรนเฮท-และแรงกดดันอย่างรุนแรงจากทุกทิศทางบนเม็ดเชื้อเพลิงไฮโดรเจนขนาด BB ขนาดบีบอัดให้มีขนาดหนึ่งในสามสิบ
ผลที่ตามมานักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะหลอมรวมอะตอมเพื่อให้พลังงานถูกปล่อยออกมามากกว่าที่สร้างขึ้นโดยคานเลเซอร์บางสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า Fusion Ignition มันคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อระเบิดไฮโดรเจนระเบิด
คานสี่ลำได้รับการทดสอบแล้ว เมื่อเสร็จสิ้นในปี 2551 สิ่งอำนวยความสะดวกในการจุดระเบิดแห่งชาติหรือ NIF ในฐานะเลเซอร์ที่ Lawrence Livermore National Laboratories เรียกว่าจะแคระหลายครั้งจากเลเซอร์ใด ๆ จนถึงปัจจุบัน
มันจะเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการทดลองจำนวนมากในฟิสิกส์พลังงานสูงและความหนาแน่นสูงตั้งแต่การเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับดาวเคราะห์และดวงดาวไปจนถึงการล่าสัตว์ที่เข้าใจยากสำหรับพลังงานฟิวชั่นเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้าโมเสสกล่าว
"คุณต้องคิดถึงสิ่งนี้เช่นฮับเบิล" เขาพูดโดยอ้างถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศ "มันเป็นสถานที่ที่คุณจะเห็นสิ่งต่าง ๆ และทำสิ่งต่าง ๆ ที่คุณไม่สามารถทำได้ที่อื่น ''
รัฐบาลกำลังลงทุน 3.5 พันล้านดอลลาร์และอาจเป็นไปได้อีกหลายพันล้านดอลลาร์ใน NIF ด้วยเหตุผลอื่น: ความมั่นคงของชาติ
หาก NIF ประสบความสำเร็จในการจุดระเบิดฟิวชั่นมันจะเป็นครั้งแรกในห้องปฏิบัติการจำลองแรงกดดันและความร้อนของการระเบิดนิวเคลียร์ทำให้นักวิทยาศาสตร์อาวุธนิวเคลียร์ศึกษาประสิทธิภาพและความพร้อมของคลังแสงนิวเคลียร์ของประเทศโดยไม่ต้องระเบิดอุปกรณ์นิวเคลียร์
การทดสอบนิวเคลียร์ใต้ดินในทะเลทรายเนวาดาสิ้นสุดลงในปี 1992
เลเซอร์ NIF "มีความสำคัญต่อการประเมินประสิทธิภาพที่เป็นไปได้ของอาวุธนิวเคลียร์" ซามูเอลบอดแมนเลขาธิการพลังงานกล่าวว่าการทดลองจะช่วยกำหนดผลกระทบของการชราภาพต่อหัวรบและช่วยให้มั่นใจได้ว่าพวกเขาจะทำงานตามที่คาดไว้
มีเลเซอร์อื่น ๆ รวมถึงโครงการ Livermore 10 ลำแสงที่เรียกว่าโนวา NIF จะผลิตพลังงานมากขึ้น 40 เท่าถึง 60 เท่า “ มันเป็นความแตกต่างระหว่างรถยนต์กับเครื่องยนต์เจ็ท” โมเสสกล่าว
สำหรับผู้สนับสนุนหลายคน "Pass-Fail '' คือเลเซอร์ NIF จะบรรลุจุดระเบิดฟิวชั่นหรือไม่
"เราไม่เคยตั้งใจที่จะใช้จ่าย $ 5 พันล้านถึง 6 พันล้านดอลลาร์เพื่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกเลเซอร์สำหรับ ... การวิจัยพลเรือน '' Sen. Pete Domenici, Rn.m. ประธานคณะอนุกรรมการวุฒิสภาที่ให้เงินทุนแก่โครงการ NIF
ขณะนี้เจ้าหน้าที่ของกระทรวงพลังงานกล่าวว่าโครงการยังคงอยู่ในกำหนดด้วยการทดสอบจุดระเบิดครั้งแรกที่วางแผนไว้สำหรับปี 2010 Domenici ยังคงสงสัย
"มันเป็นค่าใช้จ่ายที่น่ากลัวและระบายน้ำ '' ในโปรแกรมอื่น ๆ เพื่อรักษาคลังแสงนิวเคลียร์โดเมนิซิกล่าวในการให้สัมภาษณ์" พวกเขาจะต้องพิสูจน์ว่าพวกเขาสามารถทำงานให้เสร็จได้ ''
ในบรรดาบางคนการจุดระเบิดฟิวชั่น "ได้กลายเป็นเด็กโปสเตอร์สำหรับ NIF ที่ประสบความสำเร็จ '' และนั่นไม่ควรเป็นเช่นนั้นเคาน์เตอร์จอร์จมิลเลอร์อดีตนักออกแบบอาวุธนิวเคลียร์และผู้ทดสอบระเบิดที่เป็นหัวหน้าโครงการเขากล่าวว่ามีการทดลองอื่น ๆ อีกมากมายที่ NIF จะมีคุณค่าต่อนักวิทยาศาสตร์อาวุธนิวเคลียร์
"เราตระหนักถึงความสำคัญของการจุดระเบิด '' และ" ไม่มีเหตุผลที่จะคิดว่าเราจะไม่ได้รับมัน "Linton Brooks หัวหน้าฝ่ายบริหารความมั่นคงนิวเคลียร์แห่งชาติของรัฐบาลกลางที่ดูแลอาวุธนิวเคลียร์ของประเทศอาร์เซนอลกล่าวในการสัมภาษณ์
แต่ในการไต่สวนวุฒิสภาเมื่อเร็ว ๆ นี้บรูคส์กล่าวว่าการลดงบประมาณ 14 เปอร์เซ็นต์ในโปรแกรมการจุดระเบิดฟิวชั่นสร้าง "ความเสี่ยงเพิ่มเติม 'ที่การจุดระเบิดฟิวชั่นอาจไม่เกิดขึ้นในช่วงเวลา 2010
-
โปรแกรม NIF มีประวัติศาสตร์อันวุ่นวายมานานหลายสิบปีซึ่งทำเครื่องหมายด้วยความสำเร็จที่ทำให้ดีอกดีใจและความพ่ายแพ้ที่น่าอับอายค่าใช้จ่ายที่มีค่าใช้จ่ายจำนวนมากและค่าใช้จ่ายจากนักวิจารณ์บางคนว่าโครงการนี้เกินกว่าที่จะชนะการสนับสนุนครั้งแรกในสภาคองเกรส
เมื่อความคิดของ Super Laser ใหม่เกิดขึ้นครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ค่าใช้จ่ายจะถูกนำไปใช้น้อยกว่า $ 700 ล้าน เมื่อการก่อสร้างเริ่มขึ้นในปี 1997 ราคาก็เพิ่มขึ้นเป็น 2.1 พันล้านเหรียญสหรัฐเมื่อเสร็จสิ้นในปี 2547 สามปีต่อมามันบอลลูนเป็น 3.3 พันล้านเหรียญสหรัฐและวันที่เสร็จสมบูรณ์ล่าช้าสี่ปี นักวิจารณ์ยืนยันว่าราคาสูงถึง $ 5 พันล้านเมื่อค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องเช่นการพัฒนาแคปซูลเป้าหมายที่สามารถบรรลุจุดระเบิดฟิวชั่นได้
"ถ้าสภาคองเกรสรู้ว่ามันจะมีค่าใช้จ่าย $ 5 พันล้านล่วงหน้าพวกเขาจะได้รับเงินทุนหรือไม่?
แม้จะมีการเพิ่มราคาและความไม่แน่นอนที่เหลืออยู่ NIF ยังคงให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งทั้งในสภาคองเกรสและการบริหารของบุช อย่างไรก็ตามมีโครงการฟิสิกส์พลังงานสูงอื่น ๆ ซึ่งใช้เงินหลายพันล้านดอลลาร์เพื่อทิ้งไว้เท่านั้น
สภาคองเกรสดึงปลั๊กในปี 1993 ในโครงการ Superconducting Super Collider ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายสนามแข่งในเท็กซัสเพื่อศึกษาอนุภาคและกองกำลังระดับประถมศึกษาหลังจากใช้จ่าย 2 พันล้านเหรียญสหรัฐ โครงการเครื่องปฏิกรณ์ผู้เพาะพันธุ์แม่น้ำในรัฐเทนเนสซีถูกยกเลิกเมื่อสิบปีก่อนหลังจากใช้จ่าย 1.7 พันล้านเหรียญสหรัฐเนื่องจากสหรัฐฯละทิ้งการประมวลผลเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใหม่ ทั้งสองโครงการมีค่าใช้จ่ายมากเกินไป
พายน์ซึ่งเป็นคำวิจารณ์ครั้งหนึ่งเคยขนานนาม NIF "เลเซอร์ที่ไม่น่ารัก '' ยืนยันว่า NIF ควรทำตามเส้นทางเดียวกันเขาบอกว่าไม่จำเป็นและมีความเสี่ยงต่อการแพร่กระจายของนิวเคลียร์เพราะมันอาจทำให้ง่ายขึ้นในทศวรรษข้างหน้าเพื่อพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ใหม่
Jasons กลุ่มนักวิทยาศาสตร์มักเรียกร้องให้ทบทวนการป้องกันที่ซับซ้อนหรือปัญหาด้านความมั่นคงแห่งชาติได้สรุปว่า NIF "ไม่ได้แสดงถึงความเสี่ยงในการแพร่กระจายที่สำคัญ 'และ" เข้ากันได้อย่างเต็มที่กับเป้าหมายการไม่แพร่กระจายของสหรัฐฯ
ถึงกระนั้นรายงานล่าสุดโดยคณะกรรมการวิทยาศาสตร์กลาโหมซึ่งให้คำแนะนำเพนตากอนกระตุ้นให้เกิดการเปิดกว้างมากขึ้นเกี่ยวกับกิจกรรม NIF และการผสมผสานระหว่างการทดลองพลเรือนและการป้องกัน NIF เพื่อบรรเทาความกังวลของสาธารณชนเกี่ยวกับวัตถุประสงค์ของเลเซอร์
คำถามเกี่ยวกับการเปิดกว้างเป็นปัญหามาก่อน
นักวิจารณ์ของโปรแกรมเรียกเก็บเงินที่เจ้าหน้าที่ของ Livermore ลดความสามารถและค่าใช้จ่ายที่อาจเกิดขึ้นของ NIF ตั้งแต่ต้น เมื่อสภาคองเกรสถูกขายตามความสำคัญของ NIF เนื่องจากความสามารถในการจำลองการระเบิดของนิวเคลียร์นักวิทยาศาสตร์เป็นคนที่ดีที่สุดเพียงครึ่งเดียวเพียงครึ่งเดียวเท่านั้นที่สามารถทำได้ผู้สนับสนุนโปรแกรม NIF รับทราบในวันนี้
สามปีหลังจากการก่อสร้าง NIF เริ่มขึ้นผู้สอบบัญชีรัฐสภาสรุปในรายงานปี 2000 "สภาคองเกรสไม่สามารถรู้ได้ด้วยการประกันว่า NIF จะมีค่าใช้จ่ายเท่าใด ... ผลกระทบใดที่ NIF จะมีต่อโครงการอาวุธนิวเคลียร์โดยรวม
รายงานดังกล่าวและคนอื่น ๆ ได้รับแจ้งจากการค้นพบในปลายปี 2542 ว่าวิศวกรพบปัญหาร้ายแรงในการติดตั้งเลนส์เลเซอร์และซ่อนมันจากเจ้าหน้าที่กรมพลังงานอาวุโสและสภาคองเกรส
ในระยะสั้นพวกเขาไม่สามารถทำให้เลนส์ปราศจากฝุ่นได้ เพื่อแก้ไขปัญหาจะเพิ่ม $ 350 ล้านให้กับค่าใช้จ่ายของโครงการ แม้ในขณะที่วิศวกรตะกายเพื่อพยายามหาทางออกเจ้าหน้าที่ของ Livermore ก็บอกว่า Bill Richardson เลขานุการพลังงานในขณะนั้นว่าโปรแกรมดังกล่าวเป็นไปตามกำหนดเวลาและอยู่ในงบประมาณ
"ฉันจำได้ว่าเป็นเชลล์ที่ตกตะลึง '' ริชาร์ดสันกล่าวในการให้สัมภาษณ์" ฉันเพิ่งไปที่โรงงานเมื่อเดือนก่อนและฉันได้รับการบรรยายสรุปและออกเสียง (โปรแกรมเลเซอร์) ในรูปทรงเสียงวิสัยทัศน์สำหรับอนาคต ''
มันไม่ได้ช่วยให้ผู้อำนวยการโครงการของ NIF เพิ่งลาออกหลังจากพบว่าเขาไม่เคยทำงานกับวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกและผู้ตรวจสอบภายนอกไม่สามารถระบุข้อบกพร่องใด ๆ กับโครงการได้
“ ปัญหาคือเรามีคนทำสิ่งนี้ที่ไม่ได้ชื่นชมขนาดของสิ่งที่พวกเขาพยายามทำ” โมเสสวิศวกรเลเซอร์และผู้จัดการอาวุโสที่มานานของลิเวอร์มอร์กล่าวซึ่งถูกนำตัวเข้าสู่โปรแกรม NIF ในปลายปี 2542 ผู้ที่มีวิสัยทัศน์ของ NIF พบว่ามันซับซ้อนมากขึ้น
ทีมใหม่จัดการกับปัญหาที่หลากหลาย
ภายในปี 2546 ปัญหาฝุ่นได้รับการแก้ไขโดยการสร้างห้องพักสะอาดขนาดใหญ่และติดตั้งเลนส์ในหน่วยปลอดฝุ่นแบบแยกส่วน วิศวกรพบวิธีการใหม่ในการผลิตแก้วเลเซอร์ชิ้น ๆ หลายพันชิ้น วิธีที่เร็วกว่าพบว่าการเติบโตของผลึกคุณภาพสูงที่เปลี่ยนคานเป็นอัลตราไวโอเลตก่อนที่พวกเขาจะโจมตีเป้าหมาย
และด้วยคานที่วางแผนไว้ 192 ครั้งการทดสอบใหม่การทดสอบใหม่แนะนำอย่างยิ่งว่าเมื่อระบบทำงานได้อย่างสมบูรณ์พลังงานจะถูกสร้างขึ้นเพื่อ - ในทางทฤษฎีอย่างน้อยก็จะได้จุดระเบิด
อย่างไรก็ตามเมื่อปีที่แล้วมีภาวะแทรกซ้อนใหม่เกิดขึ้น-ไม่เกินเลเซอร์ แต่เม็ดขนาดถั่วที่มีเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่จะติดไฟโดยเลเซอร์เพื่อให้ได้จุดระเบิดฟิวชั่น เม็ดสามารถผลิตตามข้อกำหนดที่ต้องการได้หรือไม่?
เมื่อเปลือกของมันทำจากพลาสติก แต่ความคิดนั้นก็ถูกทอดทิ้ง ตอนนี้ตัวเลือกคือเบริลเลียมซึ่งเป็นองค์ประกอบโลหะที่สามารถทนต่อความร้อนที่รุนแรงมีความเสถียรระดับโมเลกุลและเป็นตัวนำที่ดี
มันยังคงไม่แน่ใจว่าเบริลเลียมสามารถกลึงกับข้อกำหนดตามข้อมูลของช่างเทคนิคที่ตรวจสอบโปรแกรม เมื่อปีที่แล้วสภาคองเกรสกำกับการตรวจสอบภายนอกอีกครั้งเพื่อรายงานว่าการพัฒนาเป้าหมายเบริลเลียมอาจส่งผลกระทบต่อตารางเวลาของ NIF อย่างไร
เช่นเดียวกับความท้าทายก่อนหน้านี้ในประวัติศาสตร์ของโครงการปัญหาเบริลเลียมจะได้รับการแก้ไขมิลเลอร์และโมเสสเชื่อ
ในขณะที่วันหนึ่งเลเซอร์ขนาดใหญ่อาจมีการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย - บางคนไม่ได้จินตนาการโดยนักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน - การมุ่งเน้นทันทียังคงมั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของคลังแสงนิวเคลียร์ของประเทศโดยไม่ต้องทดสอบอาวุธ
“ มันทำให้เรามั่นใจว่าวิธีการดูแลคลังสินค้านิวเคลียร์จะทำงานได้” มิลเลอร์กล่าว
เรื่องราวที่เกี่ยวข้อง
