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走近神光Ⅲ:潜伏重山的中国激光聚变“神器”

http://www.dayoo.com/http://www.dayoo.com/ 2011-12-26 21:13来源: 科技日报  网友评论 (0)

  四川绵阳,一片名为科学城的寂静山岭上,中国工程物理研究院坐落其中。

  穿越研究院内连绵山坡,激光聚变研究中心在山林中闪现。这里拥有我国在该领域一流的科研团队、一流的科学设备,目标是探索人类获取能源终极梦想——“激光惯性约束聚变”。

  12月8日,科技日报记者走进这片神秘的科研世界。

  微尘是激光的克星,它们会损害光学元器件。尽管记者进入实验室之前已穿戴了发套、工作服,甚至用粘尘垫粘掉鞋底的灰尘、穿过呼啸的风淋设备,但仍吃到了“闭门羹”。



  “在这里等一等,里面正在‘打靶’。”中心三部书记郑奎兴,挥挥手示意。纯白色的房间内,红色警报器闪烁着刺眼光芒,也许是察觉记者略显紧张,他补充道:“这是正常实验,目前一天要3、4次,‘打靶’时人员不能进入。”

  “打靶”是激光实验的俗称,通过高功率激光瞬间聚集,穿过以微米计算的注入孔,射向目标物质,以收集工作数据、监测物质变化。其精密度要求,如同从绵阳打高尔夫球到重庆“一杆进洞”。

  5分钟后实验结束,记者走进空气洁净度为一万级的实验室,传说中的“神光Ⅲ原型装置”,如同一组列车展现在记者眼前。

  作为我国自主研发、全球第二台已用于实验运行的新一代高功率激光驱动器,它的“车头”是“种子”光源;“车身”是放大系统;“车尾”是如同载人太空舱般的“靶球”,能量在此聚集并射向球中心的物质。据介绍,它能在10-9秒内实现1万焦耳的激光能量输出。

  作为我国激光惯性约束聚变领域宏伟的大科学工程,我国科研人员从上世纪九十年代开始启动“神光Ⅲ”研究,“神光Ⅲ原型装置”2003年出光、2006年投入运行,使我国成为继美国之后第二个具备独立研制、建设新一代高功率激光驱动器能力的国家。

  “它是为在建的‘神光Ⅲ’做技术积累,当然其自身也用于很多实验。”听着介绍,连记者也不免要醉心于这一设备所代表的无限未来:物理学家们憧憬了半个多世纪的终极能源,将通过它找到实现路径——使用强大的脉冲激光束照射微型靶丸,在瞬间产生极高温度和极大的压力,并维持一定约束时间,实现聚变反应,释放出如同“人造太阳”般的大量聚变能。

  就在这台“原型装置”实验室不远处,一个有6层楼高,占地面积超过2万平方米的大型装置正在施工,这就是2007年开工的“神光Ⅲ”主机工程,它拥有国内无与伦比的技术与规模,是我国迈向世界最先进激光聚变研究的“神器”。

  在宛如巨型飞机制造工厂般的“神光Ⅲ”工程现场,数十名科研人员正在上下忙碌,安装调试控制系统和主要部件。记者在这里发现,设备旁紧张工作的科研人员大多为70、80后的年轻人,一打听才知道,激光聚变研究中心研究团队平均年龄仅30岁。在现场为记者介绍情况的张鑫,今年28岁,2008年硕士毕业后加入研究团队,她告诉记者,作为一名年轻科研人员,能有机会亲身参加这样伟大工程的建设“很自豪、很荣幸”,每一份努力都使我们更接近成功。

  作为规模大、程序复杂、技术精度要求高的前沿领域,“神光Ⅲ”研制中为国人“争气”的故事很多:如设备必须的直径1米方形件光学元件,美国在研期间曾委托欧洲公司生产,制造完成后不仅禁止再销售,甚至要求对方连生产线也必须拆除、销毁,而通过国内大协作、自主攻关,很快就突破了技术瓶颈。“都是自主创新,也只有自主创新。”郑奎兴说,国家的巨大支持、稳定的核心团队、多领域的协同攻关是重大科技攻关的关键。而新老科学家们孜孜奉献的精神,也在这里得到传承,在高洁净度工作环境中不能喝水,每逢午餐时间一群教授、硕博聚在大门口吃盒饭,成为一道亮丽景观。

  多年来,通过科研人员们在塔尖上“跳舞”,一些看似神奇的创新,在这里则是“信手拈来”:为清洗设备中的价格不菲的珍贵光学器件,中心发明了通过高频率、低能量激光将灰尘炸落而不损害原件的设备。一次偶然的机会,国家文物部门找到研究所,尝试将其用于清洗文物,几番改进,效果良好,就这样国内首台激光文物清洗装置在此诞生。

  “未来我们还将建设更高功率的激光装置,为人类提供清洁的聚变能。”肩负神圣使命、低调研究探索,这里已代表我国在世界科技最尖端领域“潜伏”多年。(盛利)

(编辑: newsroom)

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