Makmal Kebangsaan Los Alamos telah melancarkan keupayaan pengimejan dinamik canggih yang boleh memfoto peristiwa letupan yang berlaku dalam masa hanya tujuh mikrosaat. Walau bagaimanapun, pengumuman ini telah mencetuskan perdebatan teknikal yang sengit dalam komuniti saintifik, dengan pakar mempersoalkan unit pengukuran yang digunakan dan dakwaan prestasi sebenar.
Spesifikasi Teknikal Di Bawah Penelitian
Tiga kemudahan utama makmal ini— pRad , DARHT , dan Scorpius yang akan datang—mewakili teknologi terdepan untuk pengawasan simpanan nuklear. Sistem pRad menggunakan radiografi proton dengan tujuh kamera berkelajuan tinggi untuk menangkap 20-40 imej letupan, manakala DARHT menggunakan pancaran elektron dwi-paksi untuk mencipta imej x-ray tiga dimensi. Sistem paling canggih, Scorpius , akan menangkap pelbagai imej hanya beratus-ratus nanosaat antara satu sama lain menggunakan bahan plutonium subkritikal.
Pakar komuniti telah membangkitkan kebimbangan mengenai pembentangan unit yang mengelirukan dalam artikel tersebut. Frasa tujuh per sejuta saat mencipta kekeliruan yang ketara, dengan sesetengah pembaca pada mulanya mentafsirkannya sebagai tujuh bulan dan bukannya mikrosaat. Perbincangan teknikal mendedahkan bahawa jika sistem benar-benar menangkap 20-40 bingkai dalam tujuh mikrosaat menggunakan tujuh kamera, setiap kamera mungkin mencapai kadar bingkai serendah 1.4 mikrosaat setiap bingkai—mengagumkan tetapi tidak pernah berlaku sebelum ini dalam fotografi berkelajuan tinggi.
Nota: Nanosaat adalah per bilion saat, manakala mikrosaat adalah per sejuta saat. Plutonium subkritikal merujuk kepada jumlah di bawah ambang yang diperlukan untuk tindak balas berantai nuklear yang berterusan sendiri.
Perbandingan Sistem Pengimejan Dinamik Los Alamos
| Sistem | Teknologi | Keupayaan Pengimejan | Kegunaan Utama |
|---|---|---|---|
| pRad | Radiografi proton | 20-40 imej dalam 7 mikrosaat | Analisis tingkah laku bahan |
| DARHT | Pancaran elektron dwi-paksi | Pengimejan sinar-x 3D dua sudut | Ujian sistem bersepadu |
| Scorpius | Denyutan elektron tersuai | Pelbagai imej, beratus nanosaat terpisah | Eksperimen plutonium subkritikal |
Perbandingan dengan Teknologi Pengguna
Perdebatan komuniti semakin memuncak apabila membandingkan keupayaan ini dengan kamera berkelajuan tinggi yang tersedia secara komersial. Saluran sains popular seperti The Slow Mo Guys telah menunjukkan kamera yang mampu mencapai pendedahan 95-nanosaat pada kelajuan sehingga 1.75 juta bingkai sesaat. Sesetengah sistem malah mencapai kelajuan ketara 10 trilion bingkai sesaat melalui teknik strobing khusus, walaupun ini melibatkan pembinaan semula peristiwa merentasi pelbagai kejadian yang sama dan bukannya menangkap satu peristiwa dalam masa nyata.
Youtuber berada beberapa magnitud jauh daripada itu, AFAIK
Perbandingan ini menyerlahkan cabaran unik kerja Los Alamos : menangkap peristiwa letupan yang tidak boleh diulang dalam masa nyata dan bukannya menggunakan teknik strobing atau pembinaan semula pelbagai peristiwa yang tersedia untuk aplikasi pengguna.
Spesifikasi Prestasi Teknikal
- Kadar Bingkai: Sehingga 140,000 foto sesaat (dikira daripada tetingkap tangkapan 7-mikrosaat)
- Resolusi: Pembezaan ketumpatan bahan yang mampu membezakan logam dan bahan letupan tertentu
- Kelajuan Tangkapan: Prestasi kamera individu serendah 1.4 mikrosaat setiap bingkai
- Resolusi Temporal: Sistem Scorpius mencapai 100 nanosaat (0.1 mikrosaat) antara bingkai
- Pengimejan 3D: DARHT menyediakan analisis kedalaman stereoskopik daripada sudut tetap berkembar
 |
|---|
| Representasi visual tenaga letupan yang serupa dengan keupayaan pengimejan dinamik yang dibincangkan dalam perdebatan komuniti |
Kekurangan Bukti Visual Mengecewakan Komuniti
Mungkin kritikan komuniti yang paling ketara tertumpu pada ketiadaan imej letupan sebenar dalam pengumuman tersebut. Walaupun menggambarkan keupayaan pengimejan revolusioner untuk peristiwa letupan, artikel tersebut hanya menyediakan rajah teknikal dan penerangan kemudahan. Peninggalan ini telah mengecewakan pembaca yang mengharapkan untuk melihat hasil dramatik teknologi canggih ini. Pendekatan komunikasi saintifik telah dikritik sebagai tidak mencapai sasaran dengan menjanjikan imejan spektakular tetapi hanya menyampaikan spesifikasi teknikal.
Rangkaian Makmal Kebangsaan
- Los Alamos (New Mexico): sistem pRad, DARHT
- Nevada National Security Site: kemudahan Scorpius yang akan datang, sistem Cygnus sedia ada (Sandia)
- Lawrence Livermore (California): sistem Flash X Ray (FXR)
- Pembiayaan: Department of Energy National Nuclear Security Administration
- Misi: Pengurusan simpanan nuklear tanpa ujian letupan
Implikasi Masa Depan dan Kebimbangan Pembiayaan
Kemudahan Scorpius mewakili evolusi seterusnya dalam teknologi ini, dirancang untuk Nevada National Security Site dengan keupayaan untuk mengimej eksperimen plutonium subkritikal. Walau bagaimanapun, perbincangan komuniti telah membangkitkan kebimbangan mengenai kemungkinan pemotongan bajet yang menjejaskan program makmal kebangsaan ini. Penyelidikan ini berada di bawah National Nuclear Security Administration Jabatan Tenaga, yang mengekalkan pembiayaan berasingan daripada bajet pertahanan am, walaupun perubahan dasar baru-baru ini telah mencipta ketidakpastian mengenai sokongan jangka panjang untuk kemudahan saintifik khusus sedemikian.
Keupayaan pengimejan dinamik ini memainkan peranan penting dalam mengekalkan keselamatan dan kebolehpercayaan senjata nuklear tanpa menjalankan ujian nuklear sebenar, menjadikannya penting untuk keselamatan negara tanpa mengira perubahan politik. Teknologi ini mewakili pelaburan berdekad-dekad dalam infrastruktur khusus yang akan amat sukar dan mahal untuk digantikan atau direplikasi dalam industri swasta.
Rujukan: The Dynamics of Dynamic Imaging