رادیولوژی، تصویربرداری و پزشکی هسته ای

رادیولوژی، تصویربرداری و پزشکی هسته ای

به زودی

تدریس فیزیک لیزر با شکوفه ساتری

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

همجوشی محصور کننده اینرسی (ICF)

تصویری از دو طرح همجوشی محصور کننده اینرسی (ICF) که به رژیم پلاسمای سوزان می رسند. سمت چپ: سیلندر HYBRID-E به طور مؤثری از انتقال انرژی پرتو متقاطع (CBET) برای کنترل تقارن انفجار استفاده کرد زیرا کپسول حاوی سوخت همجوشی نسبت به اندازه حفره تشعشع یا hohlraum بزرگتر شد. سمت راست: hohlraum شکل I-Raum «جیب‌هایی» را اضافه می‌کند تا دیوار (و موادی که مانع انتشار پرتو لیزر می‌شود) را از کپسول دور کند و تقارن انفجار را از طریق ترکیبی از هندسه و CBET کنترل کند.

گامی کلیدی به سوی همجوشی هیدروژن

گامی کلیدی به سوی همجوشی هیدروژن با ترجمه مهندس شکوفه ساتری

تولید انرژی تقریباً بی حد و حصر از همجوشی هیدروژن کنترل شده و خودپایدار یک رویای علمی برای نیم قرن بوده است، اما پیشرفت فناوری کند و مملو از چالش ها بوده است. با این حال، محققان در بزرگترین مرکز لیزر جهان، یک گام کلیدی در مسیر همجوشی گزارش کرده‌اند: «پلاسمای سوزان»، که در آن واکنش همجوشی به منبع اصلی انرژی خود تبدیل می‌شود.

تیم‌های تحقیقاتی با استفاده از تأسیسات احتراق ملی (NIF) در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL)، ایالات متحده گزارش دادند که چهار آزمایش انجام‌شده بر روی ایزوتوپ‌های دوتریوم و تریتیوم هیدروژن بیش از 100 کیلوژول انرژی تولید کردند که یکی تقریباً 170 کیلوژول انرژی تولید کرد.

Omar A. Hurricane، دانشمند ارشد برنامه همجوشی محبوس اینرسی LLNL و یکی از نویسندگان مقاله نیچر، می گوید: «پلاسمای در حال سوختن به این معنی است که پلاسمای همجوشی بیش از ما آن را با وسایل خارجی گرم می کنیم. این یک گام ضروری و علمی مهم در مسیر همجوشی هسته ای کنترل شده است.»

برای دستیابی به این نقطه عطف، دانشمندان LLNL و سایر آزمایشگاه‌ها هندسه حفره کوچکی را که انرژی لیزر روی آن متمرکز شده است، بهبود بخشیدند و طول موج پرتوهای لیزر را در داخل پلاسمای محدود تغییر دادند (Nature Phys., doi: 10.1038/s41567-02). -01485-9؛ arxiv.org/abs/2111.04640).

لیزرهای قدرتمند، اهداف بزرگ

NIF از 192 خط پرتو لیزر موازی استفاده می‌کند که همگی یک پالس لیزری را تقویت می‌کنند که روی هم تا 1.9 مگا ژول انرژی با حداکثر توان نزدیک به 500 TW تولید می‌کنند. این مرکز تمام انرژی را روی یک استوانه طلای کوچک و توخالی به نام hohlraum متمرکز می کند که به نوبه خود حاوی یک کپسول به اندازه دانه فلفل حاوی دوتریوم و تریتیوم است. پرتوهای لیزر ترکیبی اشعه ایکس را در داخل hohlraum تولید می کنند. آن انفجار عظیم اما زودگذر انرژی به طور لحظه ای دما و فشارهایی را ایجاد می کند که فقط در مرکز خورشید یافت می شود - یا در انفجار یک بمب هیدروژنی.

محققان وزارت انرژی ایالات متحده آزمایش با پرتوهای قدرتمند NIF را در سال 2010 آغاز کردند، اما بسیاری از چالش‌ها - برخی در جزئیات برهمکنش بین تشعشع، پلاسما و سایر ذرات زیراتمی - پیشرفت به سوی واکنش‌های همجوشی خودپایدار را به تأخیر انداخته است.

تدریس فیزیک لیزر با شکوفه ساتری

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

لیزرهای CO2 یکی از محبوب ترین لیزرهای تاریخ برای چنین کاربردهایی بودند، اما اکنون تعداد فزاینده ای از سیستم های لیزر حالت جامد وجود دارد که می توانند برای تولید توان کافی با پمپ دیودی تولید شوند. لیزرهای فیبر می توانند این کار را به روشی نسبتاً کم مصرف انجام دهند و همچنین اندازه نقطه خروجی محدود با پراش تولید کنند.

پیشرفت‌های لیزر پرتوان  همچنین به امکانات جدید تولید منجر شده است، با استفاده از چنین سیستم‌های لیزری برای کاربردهای جوشکاری و برش. حتی برای محیط‌های کمتر شدید مانند استفاده از لیزر برای برداشتن تومورها یا برای جراحی چشم، لیزرهای فمتوثانیه پرقدرت اغلب ابزار انتخابی هستند.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

لیزرهای پرتوان

لیزرهای پرتوان

یکی از حوزه هایی که لیزرهای پرتوان  امکانات علمی جدید را به واقعیت تبدیل کرده اند، همجوشی است. اخیراً 10 کوادریلیون وات توان همجوشی برای اولین بار در مرکز احتراق ملی واقع در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور تولید شد. در حالی که این توان تنها برای کسری از ثانیه تولید می‌شد، این مقدار توان تقریباً 700 برابر مقدار تولید شده توسط شبکه برق ایالات متحده است.

منبع لیزری مورد نیاز برای انجام این کار یک منبع 500 TW 0.35 میکرومتری است که به خطوط پرتوی متعدد تقسیم می شود تا به طور همزمان یک نمونه سوخت را تابش کند. سپس فروپاشی سوخت به گونه‌ای طراحی می‌شود که فرآیندهای همجوشی بسیار پرانرژی را آغاز کند. تأسیسات احتراق ملی تنها منبع لیزری نیست که چنین پرتوهای شدیدی را تولید می‌کند، با چندین منبع پتاوات و اگزوات در سرتاسر جهان موجود است.

در حالی که تقویت پالس چیرپ امکان تولید توان های لحظه ای از محدوده مگاوات تا گیگاوات را فراهم می کند، دستیابی به بالاتر از این نیاز به اصلاح پالس های پارامتریک نوری (OPCPA) به عنوان یک فناوری برای ارائه انرژی های پیک بالا و متوسط ​​پالس دارد.

بسیاری از منابع لیزر فیوژن به تولید پالس بسیار کوتاه (فمتوثانیه) به عنوان راهی برای دستیابی به اوج قدرت فوق‌العاده بالا به دلیل مدت زمان کوتاه‌تر پالس‌های مورد نیاز برای راه‌اندازی فرآیندهای همجوشی متکی هستند.

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

بیوفوتونیک

استفاده از لیزر در مهندسی پزشکی

هوش مصنوعی

تدریس آنلاین

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

یادگیری آنلاین: همان نوع دوره هایی که در محوطه دانشگاه یافت می شوند، با انعطاف پذیری برای یادگیری در هر کجا و در هر زمان.

تعاملی: با یک شبکه جهانی از همکلاسی ها، مربیان و فارغ التحصیلان همکاری کنید.

جذاب: دوره های نوآورانه با سخنرانی از برخی از بهترین مربیان و پروژه های عملی جهان.

متمرکز بر شغل: دوره های عملی طراحی شده برای کمک به شما در تسلط بر مهارت ها و اعمال آن ها در حرفه خود فورا.