激光核聚变实验装置神光

『壹』 激光核聚变是怎么发展起来的

激光核聚变，是当前激光应用的一项重大前沿课题。利用脉冲强激光聚焦在可以进行核聚变的物质上，如果能使局部温度达到几千万摄氏度，就会引起核反应。这种实验如果。能获得成功，将开辟核聚变获取能量的新途径。

在这一领域中，中国走在世界的前列。

中国科学院上海光学精密机械研究所经过试验，完全证明了激光引发核聚变的能力。

在这次试验中，激光振荡器发出一束激光脉冲，以每秒30万千米的速度，顺利地打开“光门”，并分成两路冲进激光放大器系统。在不到百分之一秒的时间里，激光功率一下猛增了1亿倍。最后，两束功率各为1万亿瓦的激光脉冲同步到达真空靶室，经过精密光学系统会聚之后，准确击中直径只有0.1毫米的靶球，就在高功率激光击中靶球的一百亿分之一秒内，靶球温度从室温骤然升到一千万摄氏度以上，同时形成一千万个大气压以上的向心压力。这时靶球内由氢的两种同位素氘和氚组成的热核“燃料”便产生了核聚变反应，并释放出聚变核能。

1986年，中国建成了以钕玻璃为主体工作物质的强激光脉冲装置——“神光”装置，这是我国最大的高功率激光装置。

它的输出分两路，每路1000焦耳。脉冲时间为10-9秒，脉冲峰值功率可达1012瓦。具有世界先进水平。

“神光”装置的研制是一项大型综合性的科学工程，整个系统包括激光器、靶场、激光参数测试、能源、中心控制、实验室工作环境等14个分系统，有80多套高精度的仪器设备，涉及激光、光学、精密机械、光学材料、电子学与微机技术、超净工艺等众多的技术领域。这个装置内有15项新材料、新技术、新结构、新方法，是国内首次采用，多数指标达到国际水平。

我国激光核聚变的研究发展很快。1991年把“神光I”升级为“神光Ⅱ”，扩展基频能量为6000焦耳，三倍频率能量约为30000焦耳。目前已开始了三倍频率能量为40000焦耳的钕玻璃激光器“神光Ⅲ”的设计，计划2004年建成。

激光核聚变的发展，是衡量一个国家激光科技水平的标准。中国激光核聚变试验成功，并继续发展，前景广阔，可见中国在这一领域里已经走在世界的前列，为世界激光核聚变研究和发展提供了宝贵的经验。中国人将用激光核聚变这一高科技手段，为中国经济建设服务

『贰』 激光核聚变

简单地说，激光核聚变就是利用激光照射核燃料使之发生核聚变反应。它是模拟核爆炸物理效应的有力手段。

由于激光核聚变与氢弹的爆炸在许多方面非常相似，所以，20世纪60年代，当激光器问世以后，科学家就开始致力于利用高功率激光使聚变燃料发生聚变反应，来研究核武器的某些重要物理问题。

我们知道，氘、氚等较轻元素的原子核相遇时，聚合为较重的原子核，并释放出巨大能量的过程称为核聚变。人工控制的持续聚变反应可分为磁约束核聚变和惯性约束核聚变两大类。后者又可分为激光核聚变、粒子束核聚变和电流脉冲核聚变3类。

激光核聚变主要有3种用途：一是可为人类找到一种用不完的清洁能源，二是可以研制真正的“干净”核武器，三是可以部分代替核试验。因此，激光核聚变在民用和军事上都具有十分重大的意义。

发展“干净”核武器的关键

激光核聚变在军事上的重要用途之一是发展新型核武器，特别是研制新型氢弹。因为通过高能激光代替原子弹作为氢弹点火装置实现的核聚变反应，可以产生与氢弹爆炸同样的等离子体条件，为核武器设计提供物理学数据、检验有关计算程序，进而制造出新型核武器，成为战争新的“杀手”。

众所周知，早在20世纪50年代，氢弹就已研制成功并装备部队。但氢弹均是以原子弹作为点火装置的。原子弹爆炸会产生大量的放射性物质，所以这类氢弹被称为“不干净的氢弹”。

采用激光作为点火源后，高能激光直接促使氘氚发生热核聚变反应。这样，氢弹爆炸后，就不产生放射性裂变产物，所以，人们称利用激光核聚变方法制造的氢弹为“干净的氢弹”。传统的氢弹属于第二代核武器，而“干净的氢弹”则属于第四代核武器。它的发展不受《全面禁止核试验条约》的限制。由于不会产生剩余核辐射，因此，它可以作为“常规武器”使用。

一旦激光核聚变技术成熟，制造干净氢弹的成本将是比较低的。这是因为不仅核聚变的燃料氘几乎取之不尽，而且，激光核聚变还能使热核聚变反应变得更加容易。通过激光核聚变，可以在实验室内模拟核武器爆炸的物理过程及爆炸效应，模拟核武器的辐射物理、内爆动力学等，为研究核武器物理规律提供依据，这样就可以在不进行核试验的条件下，继续拥有安全可靠的核武器，改造现有核弹头，并保持核武器的研究和发展能力。此外，激光核聚变还具有可多次重复、便于测试、节省费用等优点。

世界各国取得的新进展

就模拟核试验技术总体而言，美国仍居世界领先地位。美国不仅拥有世界上最大的“诺瓦”激光器、世界上功率最大的 X射线模拟器，而且，早在1998年，美国能源部就开始在劳伦斯利弗莫尔国家实验室启动“国家点火装置工程”。这项军民两用的高能激光核聚变研究工程计划于2003年投入运行，总投资为22亿美元。其中的20台激光发生器是研究工作的大型关键设备。法国激光核聚变研究以军事化为主要目标。为确保法国 T N－75和 T N－81核弹头能始终处于良好状态，早在1996年，法国原子能委员会就与美国合作实施一项庞大的模拟计划——— “兆焦激光计划”，即高能激光计划，预计2010年前完成，经费预算达17亿美元。其主要设施———240台激光发生器建造在纪龙德省。这些激光发生器可在20纳秒内产生1.8兆焦能量，产生240束激光，集中射向一个含有少量氘、氚的直径为毫米的目标，从而实现激光核聚变。

早在20世纪70年代，日本就投入了大量财力、人力和物力进行激光核聚变研究。1998年，日本研制成功了核聚变反应堆上部螺旋线圈装置（ L H D）和高达 15米的复杂真空头，标志着日本已突破建造大型核聚变实验反应堆的技术难点。

我国著名物理学家王淦昌院士1964年就提出了激光核聚变的初步理论，从而使我国在这一领域的科研工作走在当时世界各国的前列。1974年，我国采用一路激光驱动聚氘乙烯靶发生核反应，并观察到氘氘反应产生的中子。此外，著名理论物理学家于敏院士在20世纪70年代中期就提出了激光通过入射口、打进重金属外壳包围的空腔、以 X光辐射驱动方式实现激光核聚变的概念。1986年，我国激光核聚变实验装置“神光”研制成功，聂荣臻元帅还专门写信祝贺。

『叁』 神光装置是什么

1986年，中国建成了以钕玻璃为主体工作物质的强激光脉冲装置——“神光”装置，这是我国最大的高功率激光装置。

它的输出分两路，每路1000焦耳。脉冲时间为10-9秒，脉冲峰值功率可达1012瓦。具有世界先进水平。

“神光”装置的研制是一项大型综合性的科学工程，整个系统包括激光器、靶场、激光参数测试、能源、中心控制、实验室工作环境等14个分系统，有80多套高精度的仪器设备，涉及激光、光学、精密机械、光学材料、电子学与微机技术、超净工艺等众多的技术领域。这个装置内有15项新材料、新技术、新结构、新方法，是国内首次采用，多数指标达到国际水平。

『肆』 中国能造出同等规模的美国激光核聚变实验装置吗

美国造的不清楚，我只知道中国的激光技术并不落后，绝对排在世界前两名。中国很多高新技术都是所谓的“起步晚，起点高”，不过激光技术例外。激光技术在美、俄、中等国家起步时间相差无几，不存在落后。

『伍』 神光 激光聚变 是什么

核聚变能释放巨大能量，但氢弹那样的核聚变是瞬间释放大量能量，无法被利用的。
我们需要的是可控核聚变，让巨量的能量缓慢释放出来，为我所用。

可控核聚变目前有两种方案，一种是用托卡马克装置，磁场约束等离子体的核聚变，
另一种是惯性核聚变，也就是用激光打靶核聚变，高能的激光脉冲均匀地轰击、压缩核聚变的靶丸，当压缩达到临界后，就会发生聚变反应，释放大量能量。我们再将这些能量转为电能，并将一部分能量用于驱动下一次打靶。

神光是我国的高能激光装置，现在还在运作的有神光2和神光3号，分别在上海和绵阳。
现在的困难就在于要实现核聚变，必须让光非常均匀地打在靶丸上，均匀地压缩它，如何克服光在传输中的波形畸变、不均匀，是很致命的问题。一般是用自适应光学的方法来消除光场的畸变。

『陆』 激光核聚变是什么

激光核聚变，是当前激光应用的一项重大前沿课题。利用脉冲强激光聚焦在可以进行核聚变的物质上，如果能使局部温度达到几千万摄氏度，就会引起核反应。这种实验如果。能获得成功，将开辟核聚变获取能量的新途径。

在这一领域中，中国走在世界的前列。

中国科学院上海光学精密机械研究所经过试验，完全证明了激光引发核聚变的能力。

在这次试验中，激光振荡器发出一束激光脉冲，以每秒30万千米的速度，顺利地打开“光门”，并分成两路冲进激光放大器系统。在不到百分之一秒的时间里，激光功率一下猛增了1亿倍。最后，两束功率各为1万亿瓦的激光脉冲同步到达真空靶室，经过精密光学系统会聚之后，准确击中直径只有0.1毫米的靶球，就在高功率激光击中靶球的一百亿分之一秒内，靶球温度从室温骤然升到一千万摄氏度以上，同时形成一千万个大气压以上的向心压力。这时靶球内由氢的两种同位素氘和氚组成的热核“燃料”便产生了核聚变反应，并释放出聚变核能。

1986年，中国建成了以钕玻璃为主体工作物质的强激光脉冲装置——“神光”装置，这是我国最大的高功率激光装置。

它的输出分两路，每路1000焦耳。脉冲时间为10-9秒，脉冲峰值功率可达1012瓦。具有世界先进水平。

“神光”装置的研制是一项大型综合性的科学工程，整个系统包括激光器、靶场、激光参数测试、能源、中心控制、实验室工作环境等14个分系统，有80多套高精度的仪器设备，涉及激光、光学、精密机械、光学材料、电子学与微机技术、超净工艺等众多的技术领域。这个装置内有15项新材料、新技术、新结构、新方法，是国内首次采用，多数指标达到国际水平。

我国激光核聚变的研究发展很快。1991年把“神光I”升级为“神光Ⅱ”，扩展基频能量为6000焦耳，三倍频率能量约为30000焦耳。目前已开始了三倍频率能量为40000焦耳的钕玻璃激光器“神光Ⅲ”的设计，计划2004年建成。

激光核聚变的发展，是衡量一个国家激光科技水平的标准。中国激光核聚变试验成功，并继续发展，前景广阔，可见中国在这一领域里已经走在世界的前列，为世界激光核聚变研究和发展提供了宝贵的经验。中国人将用激光核聚变这一高科技手段，为中国经济建设服务。

『柒』 神光Ⅱ装置的意义

它的建成并投入运行，标志着我国大型强激光和激光核聚变研究跨上一个新台阶，跻身于世界前五强，对提高综合国力具有重要意义。超强超短激光技术，是在1000万亿分之几秒的超短瞬间，产生相当于全世界电网数倍功率的超强激光，这是20世纪90年代以来强激光技术伴随着现代科学发展产生的一项尖端高新技术。这项高新技术，可以揭示物质和化学反应过程中快速演变的科学奥秘，同时也可以模拟出只有在天体或核爆炸过程中才可能有的高压、高温、高密度的极端物理条件。更具有重大科学意义的是，开拓了激光和物质相互作用的新理论、新方法，开创了强场物理这一新的物理学发展方向，直接推动了激光与生命科学、材料学、信息科学等前沿交叉领域的学科发展。
神光II阶段性成果的推广应用不仅为即将建造的下一代激光装置提供极为宝贵的科学技术经验，而且带动了我国材料科学 （激光玻璃、激光晶体、非线性晶体）、精密光学加工与检验（λ/10高平面度、低粗糙度、大口径光学元件研磨技术、金刚石车床飞刀切削大口径KDP晶体技术）、介质膜和化学膜层技术、高质量大口径氙灯工艺、精密机械和装校工艺及高压电能源系统、快速电子学、控制电子学、二元光学技术等相关学科或技术的跨越式发展。而这些相关学科技术在国民经济中的应用前景将是相当可观的。神光系列装置研究的最终目标是实现激光受控热核聚变“点火”。
神光II装置经过几次改进升级，具备了更高水平运行的综合技术能力，其多功能高能激光系统(简称第9路) 2008年通过验收，能提供国内同类装置中最大激光通量，在惯性约束聚变研究中发挥特殊的重要作用，标志了我国大型强激光和激光核聚变研究跨上一个新台阶，跻身于世界前五强，对提高综合国力具有重要意义。

『捌』 截至2015年，我国的激光惯性约束聚变装置"神光iii"已经实现多少路激光安装运行

2015年2月，神光-Ⅲ主机装置六个束组均实现了基频光7500焦、三倍频光2850焦的能量输出，激光器主要性能指标均达到了设计要求，这标志着神光-Ⅲ主机基本建成，我国成为继美国国家点火装置后，第二个开展多束组激光惯性约束聚变实验研究的国家。

『玖』 “神光”高功率激光装置是什么的代表

“神光”系列激光装置是惯性约束聚变（ICF）激光驱动器，是传统大型强激光和激光核聚变驱动技术的代表。

在王涂昌、王大珩的指导下，中国科学院和中国工程物理研究院从20世纪80年代开始联合攻关，承担了“神光”系列激光系统的研制，取得了国际瞩目的成就。其中，“神光—Ⅰ”激光装置于1986年建成，输出功率2万亿瓦，达到国际同类装置的先进水平。“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。90年代又研制了规模扩大4倍、性能更为先进的“神光—Ⅱ”装置，并于2001年12月28日通过了验收与鉴定。“神光—Ⅱ”装置是当前国内规模最大、国际上为数不多的高性能高功率钕玻璃激光装置，是“十五”或更长时间内我国惯性约束聚变（ICF）领域开展科学研究的重要实验平台。它释放的巨大能量及在实验中产生的极端物理条件，对基础科学研究、高技术应用和确保国家安全的新技术的推出，均有重大意义。“神光—Ⅱ”装置技术先进、工程复杂性大、总体性能优良，研制过程中采用了国产高性能元器件，提出并采用了多项创新技术，独立自主地解决了一系列关键的科学技术问题。“神光—Ⅱ”装置的各项技术指标达到并部分超过了预定的要求，总体性能达到国际同类装置的先进水平。它的建成标志着我国在这一领域的有关高新技术综合能力上了一个新台阶。标志我国高功率激光科研和激光核聚变研究已进入世界先进行列。1995年，“863计划”立项开始研制跨世纪的巨型激光驱动器——“神光—Ⅲ”装置，总体设计和关键技术研究已取得一系列高水平的成果。

“神光”系列高功率大型激光装置的建成是我国激光技术发展史上一项重大成就，标志着我国已成为具有高功率激光装置综合研制能力的少数几个国家之一。

『拾』 激光核聚变的技术的发展

对于模拟核试验技术，美国居世界领先地位。美国拥有世界上最大的“诺瓦”激光器、世界上功率最大的X射线模拟器。1998年，美国能源部就开始在劳伦斯利弗莫尔国家实验室启动“国家点火装置工程”。这项军民两用的高能激光核聚变研究工程计划于2003年投入运行。其中的20台激光发生器是研究工作的大型关键设备。法国激光核聚变研究以军事化为主要目标。为确保法国TN－75和TN－81核弹头能始终处于良好状态，1996年，法国原子能委员会就与美国合作实施一项庞大的模拟计划—— “兆焦激光计划”，即高能激光计划。其主要设施是240台激光发生器，可在20纳秒内产生1.8兆焦能量以及240束激光，集中射向一个含有少量氘、氚的直径为毫米级的目标，从而实现激光核聚变。
20世纪70年代，日本就投入了大量财力、人力和物力进行激光核聚变研究。1998年，日本研制成功了核聚变反应堆上部螺旋线圈装置（LHD）和高15米的复杂真空头，已突破建造大型核聚变反应堆的技术难点。
中国著名物理学家王淦昌于1964年提出激光核聚变的设想，处于当时世界各国的前列。1974年，中国采用一路激光驱动聚氘乙烯靶发生核反应，观察到氘氘反应产生的中子。著名理论物理学家于敏在20世纪70年代中期提出了激光通过入射口、打进重金属外壳包围的空腔、以X光辐射驱动方式实现激光核聚变的设想。1986年，中国激光核聚变实验装置“神光”研制成功。