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160 KAPITEL 5. LASER FÜR DIE KERNENERGIE
5.3 DAS TRÄGHEITSFUSIONSPROJEKT AM LLNL
Das wohl bedeutendste Projekt zur Trägheitsfusion ist das NIF-Projekt (Nuclear inertial confined
fusion laser) am LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory, USA). Dort werden
seit mehr als 30 Jahren Laser für die Fusion entwickelt. Bereits 1978 wurden mit dem System
’Shiva’ Pulse mit 20 kJ Energie erzeugt, die es erlaubten ein Plasma auf 10 Mio. K zu heizen.
Ziel des derzeitigen Projects ’Nova’ ist die Erzeugung von 100 kJ-Pulsen mit Pulslängen um
1 ns, also 10 14 W mit Nd:Glas Lasern.
Abbildung 5.11: Layout der Hauptkomponenten ds NIF, von der Injektion des
seed-Lichts bis zum Target [www.llnl.ov/inf]
192 Laserstrahlen sollen das Deuterium-Tritium Target gleichmäßig von allen Seiten bestrahlen,
um eine homogene Verdichtung des Materials von allen Seiten zu erzielen. Laser dieser Leistungsdichten
müssen aus mehreren Verstärkerstufen zusammengesetzt sein. Abbildung 5.11
zeigt eine Schemazeichnung der Komponenten des NIF-Lasersystems. Ein niedrig-Energie Puls
einer Ytterbium dotierten Faser (nJ, einige µm Durchmesser) wird nach Pulsformung und
Glättung (Raumfilter) in einem Nd:Glas-Vorverstärker um den Faktor 10 6 auf Energien im
mJ-Bereich verstärkt. In einer zweiten, Blitzlampen-gepumten, Verstärkerstufe werden bereits
22 J pro Puls erreicht. Hierbei verstärkt ein Verstärker je vier Strahlen. Für 192 Laserstrahlen
sind dann 48 Verstärker notwendig. Spezielle Pulsformtechniken gewährleisten das gewünschte
Pulsprofil (Abb. 5.12). Räumlich wird ein ’ flat-top‘Pofil erzeugt, zeitlich wird die Abfolge
stärker werdender ps-Pulse durch einen anwachsenden ns-Puls angenähert (§ 5.1.2, S. 5.1.2).
Der Hauptverstärker schließlich besteht aus Nd dotiertem Phosphat Glas, das von 180 cm langen
Blitzlampen gepumpt wird. Diese sind N2 gekühlt und versorgen Einheiten von jeweils 8
Strahlen. Die elektrische Versorgung der Lampen stellen Kondensatorbatterien mit einer Ge-
samtkapazität von 330 MJ sicher. Diese nehmen 15x76 m Raum ein! Die Kapazität entspricht
’ nur‘ ca. 80 Bleiakkumulatoren. Während man allerdings mit einer standardgesicherten 220 V