時速1.8萬英里的氣體炮完成逾200次發(fā)射，助力美國核武庫現(xiàn)代化

一座65英尺長的二級氣體炮是產(chǎn)生這些實驗結(jié)果的主要裝置。

錒系元素沖擊物理聯(lián)合實驗研究（JASPER）設(shè)施近期完成了第201次全密閉實驗發(fā)射。這一里程碑標(biāo)志著該設(shè)施超過22年運行活動的頂峰，其首次錒系元素實驗始于2003年。"截至目前，JASPER已完成201次全密閉實驗：其中92次使用錒系材料，109次為非錒系材料的研發(fā)發(fā)射。"研究人員在一份新聞稿中表示。

取得這些成果的核心設(shè)備是一臺65英尺長的二級氣體炮。該裝置可將彈丸加速至每秒8公里的速度，約合每小時18,000英里。彈丸撞擊時產(chǎn)生的壓力高達標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)百萬倍。這些極端物理狀態(tài)的持續(xù)時間不足一微秒。新聞稿補充說："這些實驗揭示了钚及其他高密度放射性材料在沖擊壓縮下的反應(yīng)特性。"

研究钚的動態(tài)特性

實驗團隊負(fù)責(zé)人戴維·博伯指出，JASPER是美國僅有的兩臺用于研究钚動態(tài)特性的沖擊發(fā)射器之一，并且是唯一能夠達到此類研究所需特定壓力閾值的設(shè)施。這200多次獨立實驗獲得的定量數(shù)據(jù)直接輸入美國國家核安全管理局的計算模型，用于在不進行地下核試驗的情況下驗證核武庫狀態(tài)。

除了數(shù)據(jù)成果，該設(shè)施的工作重點已轉(zhuǎn)向滿足美國核威懾力量的當(dāng)前需求。由勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室和內(nèi)華達國家安全基地共同運營的JASPER設(shè)施，專注于驗證新制造钚部件的性能。這項工作直接支持W87-1彈頭改造項目。研究人員利用該設(shè)施，將監(jiān)測活動中獲取的老化钚材料與洛斯阿拉莫斯國家實驗室PF-4核彈芯生產(chǎn)設(shè)施制造的新材料進行對比研究。

轉(zhuǎn)向更廣泛的科學(xué)研究

自設(shè)施建立以來，其研究范圍已顯著擴大。雖然初期實驗主要致力于建立沖擊絕熱線測量和熱力學(xué)狀態(tài)，但像內(nèi)森·巴頓這樣的現(xiàn)任研究整合負(fù)責(zé)人指出，研究重點正轉(zhuǎn)向更廣泛的動態(tài)材料科學(xué)領(lǐng)域。"如今，JASPER支持更廣泛的動態(tài)材料科學(xué)研究，包括溫度、強度和稀疏波研究，"研究人員強調(diào)道。其目標(biāo)是在將同樣嚴(yán)苛的實驗條件應(yīng)用于放射性錒系材料之前，先用替代材料驗證實驗方法。

安全系統(tǒng)與卓越診斷能力

為確保高速撞擊實驗的安全，該設(shè)施采用了一套嵌套式密閉系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個由高速截止閥密封的主靶室，該靶室又置于一個二級鋼制容器內(nèi)。"JASPER的嵌套式密閉系統(tǒng)——即置于二級鋼制容器內(nèi)、由超快速截止閥密封的主靶室——確保了每次實驗的安全性和環(huán)境保護。"新聞稿總結(jié)道。

項目執(zhí)行負(fù)責(zé)人里基·周指出，該設(shè)施持續(xù)進行調(diào)整升級，部署的診斷系統(tǒng)比最初實驗活動中使用的更為復(fù)雜。這種適應(yīng)性使得工作人員能夠保存詳細的實驗記錄，從而為國防系統(tǒng)所用材料的質(zhì)量建立基準(zhǔn)。

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