第7期(总第080期) 1997年5月15日
 

1996年美国三大实验室动态

圣地亚实验室的巨型加速器
  它在10-10秒内发射出大于40TW的X光的脉冲功率。其最大的脉冲功率大于120TW,或者说大于地球上发电站总输出功率的25倍。
  这台粒子束聚变加速器-Z-箍缩模型逐渐增大强力脉冲能量——10月上旬为1.0兆焦、中旬为1.2兆焦、11月上旬为1.7兆焦。
  打炮(shots)提供计算机模拟的数据,用来预测核爆炸的物理学与效应。
  科学家们用这些实验数据来代替地下核爆炸取得的信息,因为停止了地下核试验。
  这些脉冲(blasts)使圣地亚的研究员们能在实验室内得到持续核聚变,使用惯性约束技术做从未做过的工作。
  持续核聚变是这种情况,此时聚变反应产生的能量值超过建立聚变所用的能量值。

世界上最强大的超级计算机—在洛斯·阿拉莫斯
  洛斯·阿拉莫斯国家实验室将得到世界上最强大的超级计算机。
  克雷研究公司的子公司,硅图形公司(Silicon Graphics)收到1亿50万美元的能源部合同,作为发展地下核试验的可靠代用品计划的一部分。
  多年合作要求一个最后的系统,它提供一种综合的最大性能是大于3万亿次浮点运算—每秒3万亿次计算。
  实验室的高级计算实验室项目的第二系统将提供另一个万亿浮点运算的计算能力。
  当它们被集成时,两个系统组合的最大性能是大于4万亿次的浮点运算——世界上最快的系统—并且可用类似标准科学工作站的方法编程。
  这两个合同将促进核武器、科学与工程的模拟与仿真。
  没有了地下核试验,三维模拟与仿真必须将能源部所需的全部过去与将来的数据集成,以确保安全而可靠地裁减美国的核武库。
  这个工作综合非核物理学与高爆实验;核武器物理学的研究、高级材料、化学和工程;以及过去武器数据的分析。

LLNL为建立世界上最快的超级计算机上月按9300万美元协议从IBM得到了512个处理器
  计算机系统将以IBM RS/6000SP处理器为基础,提供一种积木方法用共享存贮处理器的群集器来进行高性能的计算。
  这台超级计算机将升级。产品模型,3万亿次浮点运算(每秒3万亿次计算)的系统预定在1998年12月进行论证。
  交付40个手提箱的两个独立系统,运算速度为1360亿浮点运算,包含670亿字节的内存和2500亿字节的存储器。512个处理器远比最后产品模型的4096个处理器要慢得多。
  当完成后,计算机系统具有的计算能力相当于过去45年交付给LLNL的总量。Mark Senger牵头LLNL的采购项目。

LANL正在制造GPS卫星的X光探测器和剂量仪
  实验室在GPS卫星的其它任务中涉及从设计与制造到射向运行轨道的支援工作:探测核武器的爆炸。
  GPS发射日程安排:1996年3月和1996年后期首次发射新一代的GPS导航星。
  此外,今春国防部为36颗将来的卫星签订了20亿美元的合同。
  LANL为这阶段的GPS项目提供仪器。

LANL通过环球网(WWW)的新场址由其低能X光成象望远镜卫星的配置(ALEXIS)提供近实时数据的直接存取
  环球网(Web)场址(<http://nis-www.lanl.gov/nis-projects/alexis/>)使天文学家能对照地方观测来检查卫星数据。
  约三年前发射了ALEXIS卫星来监视天空中远紫外光子的猝发(bursts),称之为远紫外(EUV)瞬态现象。科学家们想鉴别这些猝发源而取得远紫外光子的更多知识。
  卫星(飞行器)用它的三对远紫外望远镜设备来扫描半个天空,但是它不能用高的分辨力来定位任何物体。
  地基天文学家,包含业余爱好者与学生—它们通过肉眼查找ALEXIS看到的远紫外瞬态现象的对应物来比较两不同时间进行的观察。
  大型望远镜,因视场太小,不能快速扫描足够的天空。也就不能有效地观察ALEXIS看到的瞬态现象,而业余爱好者的设备正好适合这个工作。
  ALEXIS的轨道距地球500英里,它每天经过LANL上空四次,将它收集的数据送给地面站的计算机。整个系统由10个人管理。
  240磅重、2千万美元的卫星包含六个咖啡盒大小的远紫外望远镜,它带有多涂层的曲面反射镜,用光学望远镜聚焦可见光的方法来反射与聚焦低能X光。

圣地亚实验室正开发一种基于计算机的灵巧过程(Smart Process)程序使制造商省钱又提高了质量
  圣地亚按照与私营企业签订的“共同研究与发展合同”正在对系统工作,这个系统能配合复杂的核武器使用,它适合制造综合产品与过程设计。?
  Smart Process系统将加工知识、产品要求和互作用环境的预测模型加以综合。
  制造商能使用Smart Process工具在设计周期之初快速作出综合判断。
  项目包含Archimedes(阿基米德)、智能设计与汇编程序的最佳化、以及Smart Process Advisors软件,这些软件既可对制造能力作设计检查又可对设计提出建议。

修改圣地亚的计算机程序能超快速处理复杂运算
  Greg Valdez研究员修改了圣地亚的计算机程序,使能用复杂统计方法来改进对核反应堆安全的分析。还有一个问题是轨道卫星的易损性对外层空间范爱伦辐射带的影响。
  其它好处是能对癌症病人、电子束焊和高温陶瓷连接进行更精确的辐射处理。
  沃德兹(valdez)采用的程序是1995年以来公用的,称为“Integrated Tiger Series”。这个程序是在单机上运行的,而修改的Valdez程序是适于多台计算机同时解题的分布式工作的程序,称之为并行处理。
  由于国际条约禁止地下核试验,所以用快速核爆效应的模拟来减轻对地下试验的需要。

LANL研制出一种轻微型细菌战嗅觉仪器,它能迅速分析单细胞,预期能在药学工业和临床微生物学方面找到广泛用途
  陆军使用微型流量血细胞计数器,布置在战场上,以便预告生物战的攻击。
  LANL项目负责人Gary Salzman说:“目前使用重300磅的机器包含配套用的一个桌子、一台大电源和一台计算机,我们设计出一种流量血细胞计数器,它适合于你的部队用。”
  40多年前,LA就研究细胞分类的流量血细胞计数器。这台仪器采用激光和计算机,在几分钟内就能识别和分类千百个细胞,而病理学家用显微镜在1小时内只能分析几百个细胞。
  在海湾战争中,陆军用移动实验室对抗伊拉克,以便识别这区域内的任何病菌。
  陆军要求LA研制更灵敏的微型设备,作为下一代移动式探测前哨。
  研究员们希望这种微型仪器决不要用于战场,而强调在药学工业和临床微生物领域方面的商业应用。
  在民用方面,大大缩短检验抗微生物制剂所需的时间。这台仪器使确定潜在病原体作用的时间缩短到5分钟以内而不是几小时。
  LA的这个项目收到陆军生化防御指挥部的550万美元。
  7月将交付三台样机给陆军。到1999年陆军需要150台血细胞计数器。 杨 德 秀  摘自BMD, 1996    

白俄罗斯的核武器已全部转到俄罗斯

  1996年11月底,白俄罗斯把前苏联的最后16枚SS-25 ICBM连带核弹头一起转移到了俄罗斯。从而完成了从前苏联除俄罗斯外的共和国拆除全部核武器的协议。
  所有前苏联的战术核武器已于1992年转移到俄罗斯。部署在哈萨克斯坦的最后战略核弹头已于1995年4月转移到俄罗斯。从乌克兰的转移工作已于1996年6月完成。这样,这三个共和国同意承担前苏联对START的义务,并同意作为非核国家参加不扩散核武器条约的承诺,均已实现。 杜厚玉  摘自Arms Control Today, 11-12, 1996    

间接驱动实现惯性约束聚变和点火与增益靶物理学基础》文章简介

  《Plasma Physics》1995年11月号刊登了John Lindl题为Development of the Indirect-drive Approach to Inertial Confinement Fusion and the Target Physics Basis for Ignition and Gain一文。文章首先介绍了美国ICF研究概貌,间接驱动的发展史,接着详细阐述了点火物理学,脉冲成形,内爆动力学,流体动力学不稳定性,小囊增益,黑洞耦合效率,黑洞辐射均匀性……直至国家点火装置(NIF)和点火靶等问题。现将该文摘译如下:
  ICF是一种依靠燃料物质的惯性提供约束来实现聚变的途径。为了达到惯性约束情况下充分满足有效的热核燃烧的条件,含有热核燃料的小囊(通常为球形壳)在内爆过程中受到压缩,达到高温和高密度。ICF小囊或依靠能量传输的电子传导(直接驱动)或依靠X射线(间接驱动)传递能量,驱动内爆。直接驱动方案是激光束(或带电粒子束)直接对准靶,利用逆韧致辐射或各种等离子体收集过程使激光能量转换成电子能量;间接驱动方案是激光束或离子束的能量,首先被包着聚变燃料小囊的高Z材料密封腔(黑洞)吸收,转换成X光能量,从而驱动小囊内爆。对于最佳设计的靶来说,仅有70-80%的驱动能量转换成X射线。最佳腔靶的几何形状取决于驱动器。因为对激光束均匀性放宽了要求,因而减少了对流体动力学不稳定性的敏感性。自1976年以来美国ICF计划一直致力于间接驱动方案的研究。由于多年来实验与建模工作的成就,美国正在建造更大的装置,即国家点火装置(NIF),并用间接驱动方法实现点火。点火靶对靶物理学、辐射对称性、流体动力学不稳定性与混合激光等离子体相互作用、脉冲成形和点火要求全都要与实验相一致。NIF激光装置设计为1.8MJ和500TW,它具有控制基准点火靶不稳定性的安全系数。此外,NIF产生的数据将? 吴 保 昌  摘译自Plasma Physics, 1995,11