Coherent und NIF: Einen Schritt näher an der Schaffung einer Fusions-Energiequelle

Du Lebst aufgrund von Kernfusion。 Das ist es, was unsere Sonne antreibt, and die Sonne liefert all die Energie, die das Leben auf der Erde erhält. Seit den 1940er Jahren versuchen Wissenschaftler, die Kernfusion zur Stromerzeugung auf der Erde zu nutzen.位于联合国家的国家点火装置 (NIF)是一个重要的装置。

Haben wir nicht schon Atomkraft？

Kernkraftwerke erzeugen heute Energie durch Kernspaltung。 Bei der Spaltung wird ein großes Atom，即乌兰或钚，gespalten。 Dabei entsteht viel Strom，aber auch radioaktiver Abfall。 Bei der Fusion werden Atome – 在 Regel spezielle Arten von Wasserstoffatomen – miteinander verbunden 和 noch mehr Energie freigesetzt als bei der Spaltung。 Ihr Nebenprodukt ist Helium, das nicht radioaktiv ist, so dass es keine Probleme mit der Handhabung oder Entsorgung von Giftmüll gibt.

Wie schafft 人也死极端 Bedingungen – wie sie im Zentrum der Sonne bestehen –, die für eine Fusionsreaktion erforderlich sind？ Eine Möglichkeit besteht darin, 192 Laserstrahlen mit einer Leistung von 500 Billionen Watt (für 20 Nanosekunden) auf ein Brennstoffpellet mit einem Durchmesser von nur wenigen Millimetern zu richten, um es auf 100.000.000 °C zu erhitzen.

Das ist genau so einfach, wie es klingt！

und das ist genau das，是 die NIF tatsächlich leistet。这是真正的、NIF das größte 和 energiereichste Lasersystem ist、das je gebaut wurde、并且是快速的 unvorstellbar complex 和 ausgeklügelt ist。

NIF 激光位于 einem Gebäude untergebracht，das die Größe von drei American Football-Feldern 帽子。开始使用 Infrarot-Faserlasers 并开始使用后，将在 192 秒内分离 Laserstrahlen zu erzeugen。这是所有关于结构调整和转换选择的艺术，它是丰富的功能和设计的基础。 Dazu gehören nichtlineare Kristalle，die das infrarote Laserlicht inviolettes Licht umwandeln，das besser mit den Kernbrennstoffpellets funktioniert。

Coherent konzentriert sich auf Hochenergie-Laseroptiken

Coherent Tinsley trägt dazu bei, indem es die keilförmigen Fokuslinsen (WFLs – Wedged Focus Lenses) liefert, die in der so genannten „Final Optics Assembly“ von der NIF verwendet werden. Dies ist der Teil des Systems, der die Laserstrahlen auf das Fusionspellet fokussiert.

Jede dieser Fokuslinsen ist eine 400 mm x 400 mm große，asphärische Linse mit einer Brennweite von 7,7 m，die aus hochwertigem Quarzglas gefertigt ist。我们设置了计算机管理和测量仪器，并在该过程中进行了操作，并在 NIF 中进行了相关操作。

Eine der wichtigsten Überlegungen bei der Herstellung der WFLs ist die Minimierung des Risikos einer Beschädigung der Optik durch die Absorption der hohen Laserenergie. Das bedeutet, dass in jeder Phase der Produktion eine Verunreinigung der Oberfläche vermieden werden muss. Um dies zu erreichen, wird der gesamte Polierprozess für diese Komponenten unter Reinraumbedingungen durchgeführt. Und der allerletzte Schritt für die WFLs ist das Eintauchen in ein Säurebad, um die äußere polierte Glasschicht wegzuätzen, in der sich möglicherweise Verunreinigungen oder unter der Oberfläche liegende Schäden verbergen, die die Leistung des Lasers beeinträchtigen könnten.

Trotz all dieser Vorsichtsmaßnahmen bedeutet die enorme Laserenergie, die im NIF-System erzeugt wird, dass die WFLs und andere Optiken eine endliche Lebensdauer haben und ständig ersetzt werden müssen. Coherent Tinsley liefert also einen ständigen Nachschub an die National Ignition Facility. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist, dass sich diese Komponenten nicht von Gerät zu Gerät oder im Laufe der Zeit ändern. Wir sind einer der wenigen Hersteller auf der Welt, die solche präzisions-asphärischen Optiken mit großer Apertur in hoher Stückzahl produzieren können.

Jedoch erhöht die NIF die Leistung，die ihr Laser erzeugt，immer weiter。 Wir müssen 还取消了其固有的 Herstellungsprozesse kontinuierlich verbessern、um immer bessere 和 makellosere optische Oberflächen zu liefern、während die Anforderungen 和 die WFL steigen。

Hier kommt die Sonne

Trotz der Extremen Bedingungen，die der NIF-Laser erreicht，hat er noch keine anhaltende Kernfusionsreaktion erzeugt。 Das hat auch sonst niemand。 Konkret geht es darum，eine Zündung zu erreichen，也 eine Fusionsausbeute，die größer ist als die zugeführte Laserenergie。

2021 年 8 月 8 日上午，NIF 发布了 Ziel einen Schritt näher，indem man eine Fusionsreaktion erzeugte，die mehr als 1,3 Megajoule (MJ) an Energie produzierte。 Das ist 8 Mal mehr als ihr bisheriger Rekord。 Und es Bringt uns verlockend nahe an eine sich self erhaltende Fusion。

Coherent Tinsley ist begeistert, dass unsere hochpräzisen Optiken, mit großer Apertur eine wichtige Rolle in der NIF sowie in anderen Spitzenforschungsprojekten wie dem James-Webb-Weltraumteleskop und dem Thirty Meter Telescope spielen.

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