Введение

Двухосная радиографическая гидродинамическая испытательная установка (DARHT) - это объект в Национальной лаборатории Лос-Аламос, который является частью программы управления запасами Министерства энергетики. Он использует две большие рентгеновские машины для записи трехмерных внутренних изображений материалов. В большинстве экспериментов материалы подвергаются гидродинамическому шоку, чтобы имитировать процесс имплозии в ядерных бомбах и/или последствия сильного гидродинамического напряжения. Эти испытания описываются как "полномасштабные макеты событий, которые вызывают ядерный взрыв". Мощные импульсные рентгеновские лучи позволяют создать сверхбыстрое кино, показывающее детали изучаемого процесса в трех измерениях. Тесты сравниваются с компьютерными симуляциями, чтобы повысить точность компьютерных кодов. Такие испытания относятся к категории субкритических испытаний.

История

Планирование DARHT началось в начале 1980-х годов. Источником электрического сбоя оказались неожиданно высокие электрические поля между высоковольтными пластинами и масляными изолированными магнитными ядрами и в местах, где в ячейках встречаются металл, высоковольтный изолятор и вакуум. После долгих анализов, ошибка в конструкции была прослежена к неисправному оборудованию, используемому при калибровке напряжения. Первоначально ожидалось, что проект будет стоить 30 миллионов долларов в 1988 году, но в конечном итоге затраты выросли до 350 миллионов долларов к 2008 году, когда объект стал полностью функционировать.

Описание

Во время фазы запуска оружия взрывчатые заряды, окружающие ядерное топливо, детонируют в нескольких точках. В результате возникает ударная волна, которая движется внутрь (имплозия) на сверхзвуковых скоростях, сжимая топливо до все более высокой плотности. Имплозия заканчивается, когда топливо достигает сверхкритической плотности, плотности, при которой ядерные реакции в топливе накапливают неограниченное количество энергии, которая затем высвобождается в результате массивного взрыва. Чтобы макет не был ядерным, за ядерное топливо стоит суррогат тяжелого металла (например, обедненный уран или свинец), но все остальные компоненты могут быть точными копиями. Также могут использоваться субкритические массы плутония. используется для изображения рентгеновских лучей на второй оси. Эти камеры используют самый большой в мире кристаллический массив LSO для преобразования рентгеновских лучей в видимый свет, который затем изображается с помощью самых быстрых в мире CCD (разработанных совместно MIT и Лос-Аламосом) со скоростью более двух миллионов кадров в секунду. Эти сцинтилляционные камеры дополнительно дополнены большой анти-рассеивающей сеткой (Bucky), чтобы улучшить контраст изображения. Уникальная комбинация диагностики решает проблемы технического наблюдения, которые сохранялись со времен Манхэттенского проекта, что позволяет Соединенным Штатам утверждать более высокую уверенность в производительности своих ядерных запасов и пределах безопасности без необходимости ядерных испытаний.