Κάθε πείραμα στο National Ignition Facility (NIF) της Καλιφόρνια διαρκεί μόλις μερικά δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου. Μέσα σε αυτό το κλάσμα χρόνου, 192 ακτίνες λέιζερ εκτοξεύουν συνολικά 500 τρισεκατομμύρια watt σε έναν μικροσκοπικό χρυσό κύλινδρο.
Στο εσωτερικό του, μια σφαίρα από διαμάντι, γεμάτη δευτέριο και τρίτιο – ισότοπα του υδρογόνου – συνθλίβεται και αναφλέγεται, προκαλώντας θερμοπυρηνική σύντηξη. Αυτό το εντυπωσιακό φαινόμενο επιτρέπει στην Αμερική να προσομοιώνει την έκρηξη μιας πυρηνικής βόμβας χωρίς να την πυροδοτεί, όπως εξηγεί ο Economist σε ρεπορτάζ του για τα μυστικά πυρηνικά εργοστάσια των ΗΠΑ.
NIF και El Capitan
Από τη στιγμή που οι ΗΠΑ σταμάτησαν τις υπόγειες δοκιμές το 1992, η ανάγκη να διατηρείται ασφαλές και λειτουργικό το πυρηνικό τους οπλοστάσιο – χωρίς δοκιμές – έγινε κρίσιμη. Το NIF και ο υπερυπολογιστής El Capitan είναι η απάντηση. Το νέο πυρηνικό δόγμα και οι «ανταγωνιστικοί σύμμαχοι» Το NIF ανήκει στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore, που ιδρύθηκε το 1952 ως αντίπαλο δέος του Los Alamos στο Νέο Μεξικό – εκεί όπου κατασκευάστηκαν οι πρώτες πυρηνικές βόμβες του Μανχάταν Πρότζεκτ. Οι δύο μονάδες λειτουργούν ανταγωνιστικά, με ξεχωριστά σχέδια όπλων, αλλά συχνά συνεργάζονται, αυτοαποκαλούμενες «competimates» (ανταγωνιστικοί συνεργάτες). Το Los Alamos και το Livermore σχεδιάζουν τα «πακέτα φυσικής» των βομβών, ενώ το τρίτο εργαστήριο, το Sandia, αναλαμβάνει τα μη-πυρηνικά εξαρτήματα, όπως αισθητήρες, ηλεκτρονικά και μηχανισμούς εκτόξευσης. Από την Polaris στα σύγχρονα πυρηνικά υποβρύχια Στη δεκαετία του 1950, το Livermore ανέλαβε να σμικρύνει τις θερμοπυρηνικές βόμβες ώστε να χωρούν σε υποβρύχια. Μέσα σε τέσσερα χρόνια, δημιούργησε το Polaris, ένα σύστημα πυραύλων που η Kim Budil, διευθύντρια του εργαστηρίου, αποκαλεί «τη σημαντικότερη τεχνολογική καινοτομία στην ιστορία των πυρηνικών όπλων». Οι μικρές, αλλά πανίσχυρες, θερμοπυρηνικές κεφαλές έγιναν το θεμέλιο των πυρηνικών οπλοστασίων ΗΠΑ και ΕΣΣΔ. Σήμερα, οι επιστήμονες των εργαστηρίων επιθεωρούν και επανεξετάζουν αυτές τις κεφαλές, που κάθονται στα ράφια για δεκαετίες, υφιστάμενες φυσική αποσύνθεση και χημικές αλλοιώσεις.
Η φυσική της αποκάλυψης
Μικροσκοπικά δείγματα υλικών υποβάλλονται σε «πυρηνικές» συνθήκες εντός του NIF και του μηχανήματος Z του Sandia, που χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά πεδία αντί για λέιζερ. Στο Los Alamos, οι μη-πυρηνικές δομές δοκιμάζονται με σοκ από εκρηκτικά. Όλα αυτά τροφοδοτούν εξελιγμένες προσομοιώσεις. Σήμερα, χάρη στην τεχνολογία, οι επιστήμονες κατανοούν τη λειτουργία των πυρηνικών όπλων καλύτερα απ’ ό,τι την εποχή των πραγματικών δοκιμών. Όπως λέει ο Thom Mason, διευθυντής του Los Alamos: «Τα σύγχρονα επιστημονικά εργαλεία ξεπερνούν κατά πολύ ό,τι είχαμε τη δεκαετία του ’90». Ο υπερυπολογιστής El Capitan στο Livermore είναι ο ισχυρότερος στον κόσμο. Μπορεί να εκτελεί 1 εξακισεκατομμύριο (10¹⁸) υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο. Χάρη στην αρχιτεκτονική των ειδικών APU (Accelerated Processing Units) της AMD, ενσωματώνει CPU και GPU σε ένα ενιαίο τσιπ, εξαλείφοντας τα σημεία συμφόρησης. Αυτό του επιτρέπει να εκτελεί πάνω από 200 τρισδιάστατες προσομοιώσεις πυρηνικών όπλων την ημέρα, τις οποίες κάποτε χρειάζονταν μήνες για να ολοκληρωθούν. Οι δυνατότητες αυτές είναι κρίσιμες για τον σχεδιασμό του W93, της πρώτης νέας πυρηνικής κεφαλής των ΗΠΑ από τη δεκαετία του ’80.
Η τέταρτη εποχή των πυρηνικών όπλων
Όπως επισημαίνει ο Dr Mason, βρισκόμαστε στην «τέταρτη εποχή» των πυρηνικών: μετά την εφεύρεση, τον Ψυχρό Πόλεμο και τη φάση της ύφεσης μετά την κατάρρευση της ΕΣΣΔ, τώρα βιώνουμε μια νέα περίοδο αναβίωσης. Με τη Ρωσία να απειλεί, την Κίνα να εξοπλίζεται ραγδαία και τον κίνδυνο νέων πυρηνικών δυνάμεων, η αποτροπή επιστρέφει στο επίκεντρο. Το NNSA βλέπει τον προϋπολογισμό του να αυξάνεται, ενώ στα εργαστήρια αναβιώνει και η παραγωγή των πυρηνικών «πυρήνων» (pits), βασικών στοιχείων των σύγχρονων βομβών. Παρότι τα εργαστήρια έχουν πρωτίστως στρατιωτικό σκοπό, οι επιστήμονες υπογραμμίζουν και τη συμβολή τους στην ειρηνική έρευνα. Το NIF είναι το μόνο εργαστήριο στον κόσμο που έχει επιτύχει «ανάφλεξη» – δηλαδή παραγωγή περισσότερης ενέργειας από όση κατανάλωσε – μέσω σύντηξης. Από τον Δεκέμβριο του 2022, το έχει πετύχει άλλες οκτώ φορές. Ο Mark Herrmann, διευθυντής φυσικής όπλων στο Livermore, δηλώνει ότι «δεν υπάρχουν επιστημονικά εμπόδια» στο να γίνει η σύντηξη πηγή ενέργειας – μόνο μηχανικά. bn Αν οι βόμβες δεν χρησιμοποιηθούν ποτέ, θα έχουμε πετύχει Παρά τις τεχνολογικές επιτυχίες, το κίνητρο παραμένει σκοτεινό: ο φόβος. Οι επιστήμονες δεν το κρύβουν. Όπως λέει ο Dr Mason: «Αν τα όπλα που σχεδιάζουμε δεν χρησιμοποιηθούν ποτέ, τότε θα έχουμε πετύχει».
