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中国圣光计划是真的吗

归档日期:07-10       文本归类:李家明      文章编辑:爱尚语录

  1964年,王淦昌提出了研究激光聚变的倡议。上海光机所1965年开始用高功率钕玻璃激光产生激光聚变的研究。1973年5月,上海光机所建成两台功率达到万兆瓦级的高功率钕玻璃行波放大激光系统,先后对固体氘和氘化锂进行了一系列打靶实验。首次在低温固氘靶、常温氘化锂靶和氘化聚乙烯上打出中子。冷冻氘靶获103中子产额。这项突破性成果,表明我国成功地实现了激光产生高温高密度的等离子体,是我国激光核聚变研究的一个里程碑,标志着我国在该领域的研究迈入世界先进国家的行列。

  1974年,上海光机所研制成功毫微秒10万兆瓦级6路高功率钕玻璃激光系统,激光输出功率提高了10倍,中子产额增加了一个量级。

  1977年,上海光机所利用6束激光系统装置(1011瓦),对充气玻壳靶照射获得了近百倍的体压缩。使我国的激光聚变研究进入了逐级论证向心聚爆原理的重要发展阶段,为以后长期的持续发展奠定了基础。

  1980年,王淦昌提出建造脉冲功率为1012瓦固体激光装置的建议,称为激光12号实验装置。

  1985年7月,激光12号装置按时建成并投入试运行。试运行中成功地进行了三轮激光打靶试验,取得了很有价值的结果,达到了预期目标。该装置是中国规模最大的高功率钕玻璃激光装置,在国际上也为数不多。它由激光器系统、靶场系统、测量诊断系统和实验环境工程系统组成。输出激光总功率达1012瓦量级,即1万亿瓦;而激光时间只有一秒钟的十亿分之一到百亿分之一。可用透镜聚焦到50毫微米的尺寸上,能产生1017 瓦/厘米2的功率密度。将这样的光束聚焦在物质的表面,可以产生千万度的高温,并由此产生强大的冲击波和反冲击压力。该装置的高精度靶场系统,能适应0.1毫米量级的微球靶、黑洞靶、台阶靶、各类X光靶等多种靶型的实验需要,并具有单束、双束及两路并束激光打靶的功能,为进行激光核聚变新能源研究及其他多种物理研究得供了重要实验手段。

  1986年夏天,张爱萍将军为激光12号实验装置亲笔题词“神光”。于是,该装置正式命名为神光I。

  1987年6月27日,神光I通过了国家级鉴定。 专家们一致认为:装置的综合总体技术性能,达到了国际同类装置的先进水平。神光I的建成,标志着我国已成为国际高功率激光领域中具有这种综合研制能力的少数几个国家之一,是我国激光技术发展中的一项重大成就。在该装置上先后进行了直接驱动和间接驱动热核聚变实验,标志着我国在该领域进入世界先进行列。

  1989年起,神光I直接驱动获5×106中子产额,间接驱动获104中子产额,冲击波压强达0.8TPa,获近衍射极限类氖锗X光激光增益饱和。

  1993年,国家“863”计划确立了惯性约束聚变主题,进一步推动了国家惯性约束聚变研究和高功率激光技术的发展。

  1994年,神光I退役。神光I连续运行8年,在ICF和X射线激光等前沿领域取得了一批国际一流水平的物理成果。

  2000年起,直接驱动获4×109中子产额,间接驱动获108中子产额 ,直接驱动冲击波压强达1.5TPa,间接驱动冲击波压强达3.7TPa,获增益饱和类镍银和高强度类镍钽X光激光输出。

  2001年8月,神光Ⅱ装置建成,总输出能量达到6千焦耳/纳秒,或8太瓦/100皮秒,总体性能达到国际同类装置的先进水平。

  2002年,神光Ⅱ获上海市科技进步奖一等奖,并入选2002年中国十大科技进展。

  2006年4月13日,用于神光Ⅱ的固体激光器的泵浦光源获得第九届中国专利金奖,它新添的第9束激光输出能量打破纪录,较此前提高了5.8倍,离为核聚变“点火”更近一步。

  2006年,神光Ⅱ自投入运行以来高效率、高质量“打靶”已达3000余发,日韩等国科学家慕名前来合作实验。神光Ⅱ能同步发射8束激光,在约150米的光程内逐级放大:每束激光的口径能从5毫米扩为近240毫米,输出能量从几 十个微焦耳增至750焦耳/束。在激光靶区,强光束可在十亿分之一秒内辐照充满热核燃料气体的玻璃球壳,急速压缩燃料气体,使它瞬间达到极高的密度和温度,从而引发热核聚变。神光Ⅱ已实现“全光路自动准值定位”,实验中能及时纠正因震动和温度变化而带来的仪器微偏,使输出激光经聚焦后可精确穿过一个约0.3毫米的小孔,仅比一根头发丝略粗一点。新运行的“神光Ⅱ”第9路光束口径,由前8路的每束190毫米增至310毫米,单路能量输出达5100焦耳,为进一步升级奠定了坚实基础。 神光Ⅱ实现了国内激光核聚变驱动器技术跨入国际先进行列的质的提升,将为实现我国激光核聚变点火工程作更大贡献。

  2006年6月1日,863专家组组织有关专家在上海光机所对“神光II多功能高能激光系统(第9路)”项目进行了阶段验收。专家们认为:该项目的技术指标均已达到合同规定的指标。文档资料基本齐全,格式规范,符合要求;经费使用基本合理、符合有关管理规定,同意该项目通过“十五”阶段验收。

  2006年12月24日,神光Ⅱ精密化技术研究项目通过了“863”专题专家组验收。专家们认为:该项目自1996年立项以来,针对神光Ⅱ装置的特点,在角变调控镜功率平衡调控技术、三级能量波形监测和三参数综合调控地新技术、三倍频晶体光轴高精度匹配及偏光方向匹配新调试方法等方面做出了具有创新性的工作,使我国激光驱动器在激光功率平衡、激光打靶落点精度、准方波脉冲输出控制等三个精密化核心技术环节方面取得了实质性的突破,已达到了国际同类技术的先进水平。

  2007年9月29日,神光Ⅱ升级工程初步设计通过评审。评审专家组认为该工程初设充分考虑了装置升级的主要目的,原则上可行,项目提出的经费预算基本合理,同意工程初步设计通过评审。专家组建议进一步优化工程设计,充分重视关键技术问题,进一步完善经费预算,加强节点控制,规避风险。

  2008年3月18日,上海光机所和德国慕尼黑国际博览集团联合主办、光学期刊联合编辑部承办的光学前沿——2008’激光技术论坛暨“2007中国光学重要成果”发布会在上海召开。国家科技部副部长、中国光学学会副理事长曹健林,中国光学学会理事长周炳琨院士等专家出席了本次论坛,作为大会副主席,中科院上海光机所所长、联合实验室主任朱健强致欢迎词。

  2008年10月25日,“神光II多功能高能激光系统”(简称第9路)通过验收。验收委员会由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高科技863计划专题组联合组成。验收会由高功率激光物理联合实验室管委会主任阴和俊、副主任张维岩和孙锦山主持,中科院副院长、中物院高级科技顾问朱祖良、中科院副院长阴和俊、中物院于敏院士、胡仁宇院士、贺贤土院士、上海交通大学张杰院士、李家明院士等到会。验收委员会听取了技术和工作总结报告,监理组的监理工作报告,验收测试组的测试报告以及项目经费审查报告、项目文档资料审查报告和用户使用报告。经过审议和讨论,验收委员会认为:该项目2002年10月正式立项,2004年实现了全光路通光和总体激光发射。

  2006年,除大光斑均匀照明的直接测量外,其余各项指标均达到了合同规定的要求。

  2008年上半年进行了大光斑均匀照明直接测量,表明第9路已完成合同规定的各项技术指标要求。自2005年初,第9路开始提供打靶试运行,迄今已经单独或与其它8路激光一起累计打靶发射一千余次,成功率达到80%。研制过程中采用了自主研发的若干单元技术和先进元器件,综合了多年发展高功率激光装置的理念,短时间内完成了高性能的激光系统,为物理实验提供了重要保障。项目经费使用合理,文档资料齐全规范。验收委员会一致同意通过验收。第9路输出激光作为探针光或高压冲击波的驱动源,在内爆压缩、流体界面不稳定性、不透明度、材料高压状态方程、实验天体物理学、X射线激光及其应用等各类物理实验中,发挥了重要的作用。

  2009年3月中旬至4月初 ,高功率激光物理国家实验室倍频课题组在神光II装置第九路上进行了“I+II类”KDP晶体实现三倍频激光输出的实验。实验除了验证I 类晶体的调谐特性和系统控制精度对三倍频转换效率的影响外,最主要还是要验证大口径(大于300毫米)KDP晶体在中高通量运行(~3.5J/cm2, 3ns,3ω)情况下SRS现象,从而保证KDP晶体的安全运行。

  2009年6月,高功率激光物理国家实验室测量课题组经过近两年的努力,按期完成了大口径方形能量计的研制任务

  此次研制完成的大口径方形能量计测量口径达420毫米×420毫米,适用基频、二倍频、三倍频三个波段,灵敏度大于50μv/J,面均匀性优于±1.8%,在稳定性、信噪比、面响应均匀性这三个激光能量计的主要技术指标都做到了较高的实用水平。这是课题组继成功研制口径为20毫米、50毫米、100毫米、300毫米、400毫米的能量计之后,又一次出色完成了大口径方形能量计的研制。研制过程中,不仅形成了一套方形、大口径激光能量计设计方法和制作工艺,而且大大丰富了实际的研制经验,为今后研制更大口径的能量计打下了坚实的基础。

  2011年1月24日,中科院计划财务局组织专家对神光II装置承担的“空调系统更新”、“能源系统改造”和“靶场系统改造”三个重大维修改造项目进行验收。

  神光Ⅱ由激光器系统、激光光路自动准直系统、激光精密靶场系统、激光参数测量系统、激光储能供电系统、环境保障及精密超净装校系统六个部分组成,是数百台套的各类激光单元或组件的集成,并在空间排布成8路激光放大链,每路激光放大链终端输出激光净口径φ230mm,具有两种脉宽:1ns、100ps,3种波长:1.053μm、0.53μm、0.35μm的输出能力,该装置终端输出能量达到6KJ/1ns/1.053μm。

  高功率激光驱动器的科学技术水平最重要的是高激光质量、耐用性、稳定性、可靠性,以及驱动器激光运行输出极高的重复精度。

  在同轴双程主放中创新开拓的带滤波孔小园屏技术,解决了主放大器输出能力问题。

  首创调Q型损耗调制单纵模激光振荡器核心新技术,在神光Ⅱ运行中获得国际同行瞩目的高稳定输出。

  为解决激光靶精密瞄准问题独立发明的基频和三倍频严格同轴的高精度ICF靶场模拟光技术。

  高效快速自动准直技术,解决了激光装置全系统高精度自动准直、瞄准的关键等。

  激光输出光束质量达到国际同类装置同等技术参数水平,与美国OMEGA技术指标相当。装置输出激光的通量、等效可聚焦功率密度和时空信噪比都达到了国际先进水平。为物理实验提供了高效的实验平台 。

  标志激光驱动器设计和光束调控水平的激光光束近场填充因子达到约50%,与日本Gekko-XII水平相当,尚低于美国OMEGA装置 的75%。

  三倍频激光输出以日常运行约60%的激光外转换效率和高稳定输出超过日本Gekko-XII。与美国OMEGA装置最高75%内转换效率相近。

  采用新技术路线和有特色的CCD并行图像处理技术,约30分钟即可实现全系统光路自动准直高精度调整,有效提高了光路自动准直工作效率,总体技术水平高于日本Gekko-XII光路自动准直调整过程。

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