神光3建成投入使用 揭開神秘軍事項目令國人振奮

神光耀中華——論神光III裝置的裝備 利刃小溪

近日，國防科工局發布2016年度國防科技工業十大新聞和十大創新人物（團隊）。評選結果中有一項屬於神光3的，讓我們認識下這項高尖端的科技成果吧。

作為受控核聚變反應堆的點火裝置，中國神光系列激光點火裝置一直是國人關注的焦點，作為開展高能量密度物理和慣性約束聚變研究的首台十萬焦耳量級高功率激光裝置，「神光-Ⅲ主機裝置」，已在中物院基本建成。神光系列從神光I發展到神光II，如今神光III裝置目前已建成投入使用，確實是令國人振奮的消息。

神光-III裝置示意圖

專家指出，太陽就是一個不斷進行氫核聚變反應的天體，太陽的表面溫度是6500萬攝氏度，核心溫度1億度，1億度也是氫彈爆炸的核心溫度，氫彈就是個核聚變反應裝置，但作為威力巨大的炸彈，其聚變反應是不可控的，人類長期探索受控核聚變反應，從中獲得足夠的能量以用於人類的日常能源需求，可以說受控核聚變是目前人類已知的用最小質量的材料獲得最大能量釋放的質能轉換方式，這也是E=mc^2的質能守恆定律的結果，其中E代表能量，m代表材料的質量，c代表光速，目前受控核聚變有兩種研究方向，一是磁慣性約束裝置托克馬克，中國已經在合肥實現了EAST托克馬克裝置的安裝和調試，並實現了創造紀錄的放電時間，而且這一紀錄在不斷刷新。二就是通過激光點火，產生高於1000萬度的溫度，實現核聚變所需要的初始溫度，這就是神光系列裝置的研究背景。

圖為超高功率脈衝裝置聚龍一號放電瞬間

小溪指出，1964年王淦昌獨立提出激光聚變倡議，1965年立項開始早期研究。經幾年努力，建成了輸出功率100億瓦的納秒級激光裝置，並於1973年5月首次在低溫固氘靶、常溫氘化鋰靶和氘化聚乙烯上打出中子。1974年研製成功我國第一台多程片狀放大器，把激光輸出功率提高了10倍，中子產額增加了一個量級。在國際上向心壓縮原理解密後，積極跟蹤並於1976年研製成六束激光系統，對充氣玻殼靶照射，獲得了近百倍的體壓縮。這一系列的重大突破，使我國的激光聚變研究進入世界先進行列，也為以後長期的持續發展奠定了基礎。

神光-III裝置激光束線的光路圖

專家指出，按照王院士的創議,在我國第一個激光專業研究所-中國科學院上海光機所開始了高功率激光碟機動器的研製和應用並於 1971年獲得氘-氘碰撞中子. 1978年中國工程物理研究院和中國科學院攜手合作, ICF研究進入了全面發展的新階段。

之後，在其發展型的基礎上建造了激光12號裝置，1986年夏天，張愛萍將軍為激光12號實驗裝置親筆題詞「神光」。於是，該裝置正式命名為神光-Ⅰ。1989年起，神光I直接驅動獲5000000中子產額，間接驅動獲10000中子產額，衝擊波壓強達0.8TPa，獲近衍射極限類氖鍺X光激光增益飽和。1990年，神光I獲得國家科技進步獎一等獎。

小溪指出，隨後，1993年，國家「863」計劃確立了慣性約束聚變主題，進一步推動了國家慣性約束聚變研究和高功率激光技術的發展。1994年，神光-Ⅰ退役。神光-Ⅰ連續運行8年，在激光慣性約束核聚變和X射線激光等前沿領域取得了一批國際一流水平的物理成果。1994年5月18日，神光Ⅱ裝置立項，工程正式啟動，規模比神光-Ⅰ裝置擴大4倍。

專家指出神光II在規模上處於世界上正在運行的同類裝置的第四位，自2000年運行以來性能穩定，光束質量及運行輸出指標要求已與當今國際高水平的大型激光碟機動器光束輸出質量水平相當，具備了高水平運行的綜合技術能力。該裝置上進行的物理實驗已取得一系列階段性重大成果，其中慣性約束聚變直接驅動打靶，獲得單發4×10中子，是國際同類裝置獲中子產額的最好水平，為我國慣性約束聚變研究做出了重大貢獻。

上世紀90年代開始啟動的「神光Ⅲ」大型激光裝置研究是我國聚變能源領域宏偉的大科學工程，是我國綜合國力不斷上升的體現，對相關科學技術的發展具有極強的帶動作用。該裝置目前已建成並投入運行，可輸出48束激光，總輸出能量為18萬焦耳，峰值功率高達60萬億瓦。其總體規模與性能位列亞洲之一、世界之二，達到國際先進水平。作為我國自主研發、全球第二台已用於實驗運行的新一代高功率激光碟機動器，它將「種子」光源能量儘可能放大，使得高功率激光瞬間聚集，最後穿過以微米計算的注入孔射向靶球中心的物質。

小溪認為，神光III激光點火裝置和EAST托克馬克裝置的不斷推進促使著中國不斷向實現真正受控核聚變發電奠定了堅實基礎，據悉，首個國際試驗核聚變反應電站將於2050年前後在法國建成，如果能實現核聚變電站成功發電，這是人類工業化向更高層次發展的奠基石，也是人類新文明出現的曙光，機不可失，時不再來。我國應該抓緊時機，早日實現受控核聚變的基礎設施和條件在我國一一落實，這是國人的期望，也是全人類的殷切期望，更能夠為偉大的中國夢的實現加上一個厚重的砝碼！（利刃小溪）