劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)于2003年2月13日在内华达国家安全站(NNSS)U1a工厂成功完成了第一次亚临界试验。这项名为“Ediza”的实验位于沙漠地下深处,是一项为期五年的运动的高潮,旨在获取支持核储存安全的高保真钚数据。
亚临界实验允许研究人员研究核材料如何在不进行传统核试验的情况下对高爆炸药做出反应。所包含的实验专门设计用于确保它们保持低于临界阈值。在Ediza的案例中,研究人员使用高爆炸药来破坏钚,捕获大量详细的科学测量数据,这些测量数据将与超级计算机模拟进行比较。
LLNL的实验系列首席设计物理学家Barbara Kornblum说:“我们正在通过这项次临界试验推进安全科学的发展。” “Ediza是同类产品中的第一个,它为我们提供了独特的钚数据。”
随着钚的爆炸,研究人员能够捕获与储存安全相关的高质量放射图像。这些图像类似于牙医拍摄的X射线图像,但比牙科X射线强大一千倍。这些射线照片和来自其他诊断的数据将与预测内爆的超级计算机模拟进行比较。将这些模拟与实验数据进行比较,科学家们可以改进物理模型,实现更真实的模拟,最终在评估库存安全时更有信心。
Ediza是“内华达山脉”系列的最后一次实验,该系列是LLNL与洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)和英国原子武器机构的同行之间的三实验室合作,得到了NNSS的支持和科学合作。LLNL研究人员与这些合作者密切合作,每周通过电话会议连接五年的内华达山脉运动,每天与联合国NNSS团队在Ediza实验活动期间联系。
在Ediza的带领下,研究人员使用由非核材料制成的模拟组件进行了五次预备实验。除了提供有价值的物理数据外,预备实验对于确保实验安全功能和诊断在Ediza实验中正确运行至关重要。最终,所有安全,安全和诊断系统都按预期执行。
“每个实验都产生了有用的物理数据,但利弗莫尔没有研究高爆炸药的'次级',”LLNL物理学家,实验组组长Reed Patterson说。“这个实验完全是为了回答关于钚的问题。最后,我们捕获了一些精美的数据,这将大大改善我们用来承保核武器安全的物理模型。”
每年,LLNL和LANL负责评估美国的核储存,以确保弹头始终按预期运行。这种方法称为库存管理。在没有进行传统核试验的情况下,采用基于科学的方法,用计算机模型模拟虚拟试验场。为了使这一工作充满信心,仿真验证了真实的实验数据,这些数据来自产生核产量的历史核试验和Ediza等现代亚临界试验。
该实验将增加对这些年度评估的信心,确保核系统的安全性仍然稳健,并使研究人员能够在可能的情况下提高安全性,同时努力延长库存的使用寿命。