Ο Οργανισμός λέει στο Κογκρέσο ότι το NIF δεν λειτουργεί
Οι διευθυντές του National Ignition Facility (NIF), ενός γιγαντιαίου εργαστηρίου σύντηξης λέιζερ στην Καλιφόρνια, παραδέχθηκαν στο Κογκρέσο ότι δεν καταλαβαίνουν γιατί το μηχάνημα των 3,5 δισεκατομμυρίων δολαρίων δεν λειτουργεί. Και δεν μπορούν να εγγυηθούν ότι θα λειτουργήσει ποτέ.
«Προς το παρόν, είναι πολύ νωρίς για να εκτιμηθεί εάν μπορεί να επιτευχθεί ανάφλεξη ή όχι στην Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης», έγραψε ο Thomas P. D'Agostino, διαχειριστής της Εθνικής Υπηρεσίας Πυρηνικής Ασφάλειας (NNSA) σε μια έκθεση που ζήτησε το Κογκρέσο. υποβλήθηκε την περασμένη εβδομάδα.
Το NIF, το οποίο ξεκίνησε τη λειτουργία του το 2009 στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore (LLNL) του Υπουργείου Ενέργειας (DOE), επιχειρεί να δημιουργήσει ένα φλεγόμενο πλάσμα σύντηξης - την ίδια διαδικασία που τροφοδοτεί τα αστέρια - ανατινάζοντας μια μικρή κάψουλα καυσίμου υδρογόνου με μια ισχυρή λέιζερ. Εκείνη την εποχή, οι διευθυντές προέβλεψαν με σιγουριά ότι θα ήταν σε θέση να επιτύχουν ανάφλεξη—ένα αυτοσυντηρούμενο έγκαυμα σύντηξης που παράγει περισσότερη ενέργεια από τον παλμό λέιζερ που την πυροδότησε—μέχρι τις 30 Σεπτεμβρίου 2012.
Αυτή η προθεσμία παρήλθε με τους ερευνητές του NIF να είναι ακόμη πολύ μακριά από τον στόχο τους. Το Κογκρέσο είχε δώσει εντολή στην NNSA να υποβάλει έκθεση εντός 2 μηνών εάν δεν τηρηθεί αυτή η προθεσμία, εξηγώντας τα εμπόδια στην επιτυχία, πώς θα μπορούσαν να ξεπεραστούν και τι αντίκτυπο θα είχε η αποτυχία στο πρόγραμμα διαχείρισης αποθεμάτων. Η βασική λειτουργία του NIF είναι να βοηθά τον οργανισμό να διατηρήσει την ετοιμότητα του πυρηνικού οπλοστασίου των ΗΠΑ αναδημιουργώντας μικροσκοπικές πυρηνικές εκρήξεις, έτσι ώστε οι ερευνητές να μπορούν να επαληθεύουν τις προσομοιώσεις υπολογιστή τους και να δοκιμάζουν εξαρτήματα για σκληρότητα έκρηξης.
Το 2ετές πρόγραμμα του εργαστηρίου για την επίτευξη ανάφλεξης, γνωστό ως National Ignition Campaign, βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στην εργασία με παλαιότερα λέιζερ και τη μοντελοποίηση υπολογιστή για την ανάπτυξη ενός σχεδίου για τον στόχο και το σχήμα του παλμού λέιζερ. Αυτά τα μοντέλα προέβλεψαν ότι το NIF θα έπρεπε να έχει επιτύχει την ανάφλεξη μέχρι τώρα. Παρόλο που το ίδιο το λέιζερ, τα διαγνωστικά όργανα και η κατασκευή του στόχου πληρούν ή υπερβαίνουν τις προδιαγραφές, η φυσική των εκρήξεων ήταν απροσδόκητη. "Τα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι η φυσική που κρύβεται πίσω από τις εκρήξεις ανάφλεξης δεν προβλέπεται με ακρίβεια από τους κώδικες προσομοίωσης που χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό στόχων ανάφλεξης και την πρόβλεψη της απόδοσής τους", αναφέρει η έκθεση.
«Η μητέρα φύση κέρδισε κάπως σε αυτό», λέει η Mary Hockaday, αναπληρώτρια διευθύντρια για τη φυσική όπλων στο Εθνικό Εργαστήριο του DOE στο Los Alamos στο Νέο Μεξικό και μία από τους κύριους συντάκτες της έκθεσης. «Έχουμε ταπεινωθεί, αλλά δεν τα παρατήσαμε».
Η έκθεση του NNSA προτείνει τώρα ένα τριετές πρόγραμμα για να κατανοήσουμε καλύτερα γιατί η πραγματική κατάρρευση δεν συμφωνεί με τα μοντέλα. Και 3 χρόνια μπορεί να μην είναι αρκετά. "Το τριετές σχέδιο καταλήγει σε μια συνολική αναθεώρηση στο τέλος του οικονομικού έτους 2015. Εκείνη τη στιγμή, η NNSA θα έχει μια αξιολόγηση της πιθανότητας και του χρονοδιαγράμματος για την επίτευξη ανάφλεξης", αναφέρει η έκθεση.
Είναι σημαντικό ότι η έκθεση λέει επίσης ότι το νέο πρόγραμμα θα πρέπει να διερευνήσει εναλλακτικές λύσεις στην προσέγγιση έμμεσης κίνησης που χρησιμοποιείται στο LLNL, στην οποία τα λέιζερ εκτοξεύονται σε έναν χρυσό κύλινδρο στο μέγεθος μιας γόμας μολυβιού που περιβάλλει τον στόχο μεγέθους πιπεριού. Αυτό το "hohlraum" θερμαίνεται, εκπέμπει ακτίνες Χ και αυτές συμπιέζουν τον στόχο. "Υπάρχει ήδη μια ποιοτική κατανόηση των λόγων για την αποτυχία του NIF. Η απόκτηση ποσοτικών πληροφοριών θα είναι δύσκολη. Υπάρχουν σοβαροί περιορισμοί σχετικά με το τι μπορεί να διαγνωστεί μέσα στο gold hohlraum", λέει ένας ειδικός στη σύντηξη λέιζερ που δεν θέλει να αναγνωριστεί .
Ερευνητές στο Εργαστήριο Ενέργειας Λέιζερ του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ υποστήριξαν μια εναλλακτική προσέγγιση στην οποία οι ακτίνες λέιζερ λάμπουν απευθείας πάνω στην κάψουλα-στόχο. Το νέο πρόγραμμα λέει ότι θα πρέπει να γίνει περισσότερη δουλειά σε αυτήν την τεχνική σε περίπτωση που η έμμεση κίνηση αποδειχθεί μη πρακτική. Ένα άλλο εφεδρικό θα μπορούσε να είναι μια τεχνική που επινοήθηκε με τη μηχανή Z στο τρίτο εργαστήριο όπλων της DOE, το Εθνικό Εργαστήριο Sandia στο Νέο Μεξικό, το οποίο χρησιμοποιεί τεράστιους ηλεκτρικούς παλμούς για να συνθλίψει μαγνητικά το καύσιμο σύντηξης.
Η έκθεση αναφέρει ότι η αποτυχία, μέχρι στιγμής, να επιτευχθεί ανάφλεξη δεν θα υπονομεύσει την ασφάλεια των σημερινών όπλων. Τα αποτελέσματα από το υπόγειο πρόγραμμα δοκιμών (το οποίο έληξε το 1992) σε συνδυασμό με την παρακολούθηση της κατάστασης των ίδιων των όπλων διασφαλίζουν τη συνεχή βιωσιμότητά τους, αναφέρει η έκθεση. Αυτό που σημαίνει, ωστόσο, είναι ότι η NNSA δεν θα μπορεί να βασιστεί σε μοντέλα υπολογιστών και προσομοίωση για να προβλέψει τη συμπεριφορά των όπλων που θέλει να τροποποιήσει.
Τα επόμενα βήματα εναπόκεινται στο Κογκρέσο. Πολλοί νομοθέτες ανησυχούν για το κόστος λειτουργίας του NIF και αμφισβήτησαν την αξία του για τη διαχείριση των αποθεμάτων.
