(照片:Garry McLeod/LLNL)
1月16日,首批四臺線路可更換單元(LRU),也被稱為脈沖發生器,已順利交付至勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL),這些設備將被安裝到即將在內華達沙漠地下一千英尺處建設的天蝎座(Scorpius )粒子加速器中,為其提供動力。
“這是值得慶賀的,”天蝎座代理項目經理Vincent J. Riot表示,“四臺設備經過供應商測試并投入生產后,開箱即可使用,這是一個非常好的跡象。”首批四個生產裝置按預期運行,驗證了LLNL開發的設計和制造工藝。
天蝎座粒子加速器是一種獨特的核診斷工具,它能夠在不觸發臨界質量的情況下,拍攝钚和其他材料的多個可調式晚期X射線圖像,從而幫助科學家測試新武器設計,并確定現有武器的安全性和有效性。美國自1992年起已停止核爆炸試驗,而天蝎座加速器將成為科學家進行此類研究的重要手段。
據Riot介紹,大約一年前,LLNL接收了32個首批LRU,以證明這些在利弗莫爾設計并制作原型的裝置可以由供應商以工業方式制造。如今,供應商已交付前四個生產單元,且運行良好,這意味著LLNL在首批產品上所做的所有工作都得到了回報。
天蝎座加速器將成為美國第一臺采用固態脈沖功率技術供電的加速器,每個裝置將精確定時的能量脈沖饋入電子流,使其在飛向目標時加速。這些脈沖可以精確調整以滿足實驗的規格,最終,它將成為美國第一臺能夠捕捉高爆炸藥驅動的亞臨界實驗的多個后期射線圖像的加速器。
Riot將天蝎座比作牙醫的X射線,只是規模要大得多。他說:“我們在亞臨界實驗中加速電子以擊中目標,一邊是加速器,另一邊是一臺大型X射線相機,可以捕捉一系列四幅圖像。”其原理與在牙醫診所尋找蛀牙相同,但功率要高得多。
據悉,2025年5月,總共將交付220個LRU,為加速器的注入器提供動力,從而提供初始電子爆發。未來三年內,還將交付另外780個LRU,其中包括16個備用LRU,以快速替換故障單元,同時最大限度地減少加速器停機時間。
LLNL正與洛斯阿拉莫斯國家實驗室、桑迪亞國家實驗室、內華達國家安全站以及美國能源部、國家核安全局和其他組織合作開展該項目。
據了解,天蝎座是一臺長度超過300英尺的線性感應加速器,是位于美國能源部內華達國家安全基地地下約963英尺處的增強型次臨界實驗能力 (ECSE) 設施的一部分。次臨界實驗提供的信息可用于支持國家核武器儲備的管理,而無需產生持續的核鏈式反應。天蝎座有點類似于醫用 X 光機,其設計用于產生高能電子束,并將束能轉換成 X 射線。然后,X 射線將用于在亞臨界實驗過程中創建高速、高保真的 X 射線圖像。這些圖像與計算機分析相結合,提高了科學家、工程師和其他人員維護核儲備安全的能力。
天蝎座預計將于 2027 年完工,預計使用壽命為 30 年。