SLAC国家加速器实验室:极端条件物质研究拍瓦升级

发布时间: 2020-03-20 16:47:27   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

 

2021年极端条件物质研究(Matter in Extreme Conditions MEC)拍瓦升级预算为500万美元。MEC是属于SLAC国家加速器实验室的直线加速器相干光源的终端极端条件线站。MEC拍瓦升级的初步总预算为5002000万美元。FES主要考虑到如何保持美国在聚变发现科学的领先地位。最优选择是包含一套庞大、公开、高能激光系统,并与硬X射线自由电子激光建在一起。

里程计划表

 

CD-0工程范畴和预算范围的批准

CD-1 其它预算的批准

CD-2 基建批准

CD-3 工程启动

CD-4 工程完工

MEC拍瓦装置工程包括发展一套高能和高功率驱动激光,包含至少一套110拍瓦峰值功率的系统,可产生超快,高强度高亮激光脉冲。激光装置位于MEC实验大厅(位于LCLS-II终端的实验大厅),由一条100500英尺长的隧道,600010000平方英尺的地下大厅构成。FES的任务是建立科学设施用于研究聚变能源并探索高温稠密物质的深入机理。

实现该任务需要建立一套拍瓦或更高功率的激光装置,而该类型装置在美国并不常见。美国科学、工程、医学院2017年研究报告超强超快激光的机遇:实现最强光中指出约80-90%的高能激光系统位于海外,而几乎所有在建和计划中的装置都位于海外。报告提出美国正在失去高能高强度激光系统带来的第二次激光领域革命,而超快激光在工程、医疗、国家安全等领域具有重要应用。报告共给出关于提升美国在该领域地位的五个建议,这包括建议美国能源部计划建设至少一套大型,公开,高能激光系统,并与DOE其它装置联动。

NAS的报告集中于超强超短拍瓦激光系统(1拍瓦等于1015次方瓦)。该强度激光可驱动核反应,将物质加热或压缩以模拟行星内部条件,并制造正负电子对等离子体。此外对新兴科学,拍瓦激光可产生粒子束并潜在应用于癌症治疗,强中子源和伽玛源可用于国家安全领域,或极紫外光源。

高能激光系统与现有设施如粒子加速器等建设在一起被认为是美国装置优于欧洲极光装置的主要方面。具有高峰值功率、高强度参数的激光系统与硬X射线激光的优越探测能力结合起来,建设在一起将为聚变发现科学和相关领域提供必要的诊断手段。这一共建设计将使新型泵浦探测实验具有新的潜力,迅速提升极端条件下物质响应能力,这些条件在天体物理、聚变环境、高压工程材料中出现。近期的超快泵浦探测实验采用SLAC加速器国家实验室的LCLS装置,具有辐射条件下材料超快响应测量的独特能力。强流的氘核、中子、伽玛源可用于模仿材料中的环境和物理条件。该策略具有判断原子内部势能的前景,这对材料的分子动力学模拟并确保聚变装置中材料响应的长期测试有重要价值。

关键参数:核心参数是初步制定的,且随着工程进展至CD-2阶段而变动,在CD-2批准后,关键参数将确定,其最低表现参数是指工程务必达到的参数。

财务计划

(dollars in thousands)

 

Budget Authority

(Appropriations)

Obligations

Costs

 

Total Estimated Cost (TEC)

 

 

 

Design

 

 

 

  FY 2020

15,000

1,000

1,000

  FY 2021

5,000

5,000

5,000

  Outyears

-

-

-

Total, Design

20,000

20,000

20,000

Construction

 

 

 

  FY 2020

-

-

-

  FY 2021

-

-

-

  Outyears

170,400

170,400

170,400

Total, Construction

170,400

170,400

170,400

Total Estimated Costs (TEC)

 

 

 

  FY 2020

15,000

15,000

15,000

  FY 2021

5,000

5,000

5,000

  Outyears

170,400

170,400

170,400

Total, TEC

190,400

190,400

190,400

Other Project Costs (OPC)

 

 

 

  FY 2019

1,600

1,600

280

  FY 2020

4,500

4,500

5,820

  FY 2021

-

-

-

  Outyears

3,500

3,500

3,500

Total, OPC

9,600

9,600

9,600

Total Project Costs (TPC)

 

 

 

  FY 2019

1,600

1,600

280

  FY 2020

19,500

19,500

20,820

  FY 2021

5,000

5,000

5,000

  Outyears

173,900

173,900

173,900

Total, TPC

200,000

200,000

200,000

项目成本估算明细

(dollars in thousands)

 

Current Total Estimate

 

Previous Total Estimate

 

Original Validated Baseline

 

Total Estimated Cost (TEC)

 

 

 

Design

 

 

 

Design

17,000

TBD

TBD

Contingency

3,000

TBD

TBD

Total, Design

20,000

TBD

TBD

Construction

 

 

 

Site Work

-

TBD

TBD

Equipment

60,800

TBD

TBD

Construction

70,000

TBD

TBD

Other, as needed

-

TBD

TBD

Contingency

39,600

TBD

TBD

Total, Construction

170,400

TBD

TBD

Other TEC

 

 

 

Cold Startup

-

TBD

TBD

Contingency

-

TBD

TBD

Total, Other TEC

-

TBD

TBD

Total, TEC

19,400

TBD

TBD

Contingency, TEC

42,600

TBD

TBD

Other Project Costs (OPC)

 

 

 

OPC except D&D

 

 

 

R&D

350

TBD

TBD

Conceptual Planning

850

TBD

TBD

Conceptual Design

1,900

TBD

TBD

Other OPC Costs

3,500

TBD

TBD

Contingency

3,000

TBD

TBD

Total, OPC

9,600

TBD

TBD

Contingency, OPC

3,000

TBD

TBD

Total Project Costs

200,000

TBD

TBD

Total Contingency (TEC+OPC)

45,600

TBD

TBD

拨款申请时间表

(dollars in thousands)

Request

Type

Prior

FY2019

FY2020

FY2021

Outyears

Total

FY2020

TEC

N/A

-

1,000

-

TBD

TBD

OPC

N/A

1,600

-

-

TBD

TBD

TPC

N/A

1,600

1,000

-

TBD

TBD

FY2021

TEC

N/A

-

15,000

5,000

170,400

190,400

OPC

N/A

1,600

4,500

-

3,500

9,600

TPC

N/A

1,600

19,500

5,000

173,900

200,000

 

摘译自:Matter in Extreme Conditions (MEC) Petawatt Upgrade SLAC National Accelerator Laboratory Project is for Design and Construction

 

 

 

 

 

 

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