四川
探索宇宙奥秘 · 理性思考
国家点火装置（NIF）曾在瞬间创造出地球上有史以来最高的温度。如今，这个位于美国加州的巨型激光装置又解锁了新成就。它内部的"激光中的激光"系统，能在万亿分之一秒内释放千焦耳级能量，产生能穿透致密金属的兆电子伏特X射线。
NIF拥有192束高能激光，主要用于核聚变点火实验。ARC系统嵌套其中，将两束主激光压缩成皮秒级超短脉冲。这束"激光中的激光"是目前世界上能量最高的短脉冲激光。
它能在极短时间内将靶材加热到极端状态，从而产生高能X射线。这种兆电子伏特级别的X射线能量极高，远超医院CT使用的千电子伏特级X射线。
该技术的独特价值在于时间分辨能力。皮秒量级的脉冲宽度，相当于十亿分之一秒的千分之一。这使得科学家能够冻结极速运动的物质状态，捕捉核材料在极端压力下的瞬时形变。
从第一次实验起，团队就知道ARC产生了大量兆伏级X射线。但测量这些射线却花了五年时间。高能X射线穿透力极强，能轻松穿过探测器，这让捕捉它们变得异常困难。
劳伦斯利弗莫尔国家实验室的迪恩·拉斯比团队完成了13轮实验。他们组合使用了伽马反应历史诊断仪、电子质子正电子谱仪和新部署的核活化诊断技术。
这种多手段联合诊断方案，最终破解了测量难题。相关成果发表于《等离子体物理》期刊，标志着该领域从"能产生"到"能看清"的关键跨越。
研究团队用2厘米直径的铅球作为成像目标。铅球内部刻有数百微米尺度的波纹结构。X射线成功穿透铅球，清晰显示出内部细节。这已属不易。
更难的是，他们在铅球前加装了1到3厘米厚的钨层。钨的密度极高，能有效阻挡普通X射线。但兆伏级X射线依然穿透了这些屏障，成像质量依然清晰。
目前团队正在优化光路，目标是将空间分辨率提升到10微米量级。这相当于人类头发丝的直径，将为材料极端行为研究提供前所未有的观测手段。
在这场超短脉冲激光竞赛中，中国并非旁观者。中国工程物理研究院的神光系列装置已建成多束拍瓦级超短脉冲激光系统。
上海光机所研制的超强超短激光装置，峰值功率达到拍瓦级。这类装置在激光核物理、天体物理模拟等领域发挥重要作用。
但在兆伏级X射线诊断成像的系统性应用方面，中国仍需加强。特别是针对高面密度靶的透视诊断技术，仍是国内团队攻关的重点。
皮秒级时间分辨的精密测量手段，也是国内团队正在突破的方向。这类技术不仅服务于惯性约束聚变研究，对材料科学和国防科技同样关键。
D. R. Rusby et al, "Development and scaling of MeV x-ray radiography at NIF-ARC," Physics of Plasmas (2025). DOI: 10.1063/5.0294704
Lawrence Livermore National Laboratory, "Laser-within-a-laser delivers MeV X-ray radiography in picoseconds," March 2, 2026.
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
