National Ignition Facility
نیشنل اگنیشن فیسیلٹی (این آئی ایف) ایک لیزر پر مبنی انیرٹیل کنفینمنٹ فیوژن (آئی سی ایف) تحقیقی آلہ ہے، جو لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری، لیورمور، کیلیفورنیا، ریاستہائے متحدہ میں واقع ہے۔ این آئی ایف کا مشن اعلی توانائی کے حصول کے ساتھ فیوژن اگنیشن حاصل کرنا ہے۔ اس نے 5 دسمبر 2022 کو ایک تجربے میں سائنسی بریک ایون کنٹرولڈ فیوژن کی پہلی مثال حاصل کی، جس میں 1.5 کا انرجی گین فیکٹر تھا۔ یہ جوہری دھماکوں میں پائے جانے والے حالات کے تحت مادے کے رویے کا مطالعہ کرکے جوہری ہتھیاروں کی دیکھ بھال اور ڈیزائن کی حمایت کرتا ہے۔ این آئی ایف اب تک بنایا گیا سب سے بڑا اور طاقتور آئی سی ایف آلہ ہے۔ آئی سی ایف کا بنیادی تصور فیوژن کے لیے ضروری دباؤ اور درجہ حرارت تک پہنچنے کے لیے تھوڑی مقدار میں ایندھن کو نچوڑنا ہے۔ این آئی ایف دنیا کے سب سے زیادہ توانائی بخش لیزر کی میزبانی کرتا ہے۔ لیزر چھوٹے دائرے کی بیرونی پرت کو گرم کرتا ہے۔ توانائی اتنی شدید ہوتی ہے کہ یہ دائرے کو پھٹنے کا سبب بنتی ہے، ایندھن کو اندر سے نچوڑ دیتی ہے۔ پھٹنا ایک چوٹی کی رفتار تک پہنچ جاتا ہے، جس سے ایندھن کی کثافت تقریبا پانی سے بڑھ کر لیڈ سے تقریبا 100 گنا ہو جاتی ہے۔ پھٹنے کے دوران توانائی کی فراہمی اور اڈیبیٹک عمل ایندھن کے درجہ حرارت کو سینکڑوں ملین ڈگری تک بڑھا دیتا ہے۔ ان درجہ حرارت پر فیوژن کے عمل چھوٹے وقفے میں ہوتے ہیں اس سے پہلے کہ ایندھن باہر کی طرف پھٹ جائے۔ این آئی ایف کی تعمیر 1997 میں شروع ہوئی۔ این آئی ایف مقررہ وقت سے پانچ سال پیچھے مکمل ہوا اور اس کی لاگت اس کے اصل بجٹ سے تقریبا چار گنا زیادہ تھی۔ امریکی محکمہ توانائی نے 31 مارچ 2009 کو تعمیر مکمل ہونے کی تصدیق کی تھی۔ پہلے بڑے پیمانے کے تجربات جون 2009 میں کیے گئے اور پہلے "انٹیگریٹڈ اگنیشن تجربات" (جس نے لیزر کی طاقت کا تجربہ کیا) کو اکتوبر 2010 میں مکمل ہونے کا اعلان کیا گیا۔ 2009 سے 2012 تک نیشنل اگنیشن کمپین کے تحت تجربات کیے گئے، جس کا مقصد لیزر کے مکمل طاقت تک پہنچنے کے فورا بعد، 2012 کے دوسرے نصف میں اگنیشن تک پہنچنا تھا۔ یہ مہم ستمبر 2012 میں اگنیشن کے لیے درکار شرائط کے مطابق باضابطہ طور پر ختم ہوئی۔ اس کے بعد این آئی ایف کا استعمال بنیادی طور پر مواد سائنس اور ہتھیاروں کی تحقیق کے لیے کیا گیا ہے۔ 2021 میں، ایندھن کے ہدف کے ڈیزائن میں بہتری کے بعد، این آئی ایف نے لیزر کی 70 فیصد توانائی پیدا کی، جس نے 1997 میں جے ای ٹی ری ایکٹر کے 67 فیصد کے ریکارڈ کو پیچھے چھوڑ دیا اور جلتے ہوئے پلازما کو حاصل کیا۔ 5 دسمبر 2022 کو، مزید تکنیکی بہتریوں کے بعد، این آئی ایف پہلی بار "اگنیشن"، یا سائنٹفک بریک ایون تک پہنچ گیا، جس نے 154% توانائی کی پیداوار حاصل کی۔ انیرٹیل کنفینمنٹ فیوژن (ICF) آلات ہدف کی بیرونی تہوں کو کمپریس کرنے کے لیے تیزی سے گرم کرنے کے لیے شدید توانائی کا استعمال کرتے ہیں۔ ایچ-بم میں، یہ جوہری فشن دھماکہ خیز مواد کے ذریعے فراہم کیا جاتا ہے۔ غیر فشن آلات میں، توانائی کے ذرائع میں لیزر اور ذرہ بیم شامل ہیں۔ ہدف ایک چھوٹا سا گول گولی ہے جس میں چند ملیگرام فیوژن ایندھن ہوتا ہے، عام طور پر ڈیوٹیریم (ڈی) اور ٹریٹیئم (ٹی) کا مرکب ہوتا ہے، کیونکہ اس ساخت میں اگنیشن کا درجہ حرارت سب سے کم ہوتا ہے۔ متعدد لیزر بیم گولی کی سطح کو پلازما میں گرم کرتے ہیں، جو سطح سے دور پھٹ جاتا ہے۔ باقی گولی کو تمام اطراف سے اندر کی طرف، انتہائی زیادہ کثافت کے چھوٹے حجم میں چلایا جاتا ہے۔ سطح کا دھماکہ صدمے کی لہریں پیدا کرتا ہے جو اندر کی طرف سفر کرتی ہیں۔ ایندھن کے مرکز میں، ایک چھوٹی مقدار کو مزید گرم اور کمپریس کیا جاتا ہے۔ جب درجہ حرارت اور کثافت کافی زیادہ ہوتی ہے تو فیوژن ری ایکشن ہوتے ہیں۔ توانائی کو تیزی سے پہنچانا چاہیے اور ہدف کی بیرونی سطح پر انتہائی یکساں طور پر پھیلنا چاہیے تاکہ ایندھن کو متناسب طور پر کمپریس کیا جا سکے۔ رد عمل اعلی توانائی کے ذرات کو خارج کرتے ہیں، جن میں سے کچھ، بنیادی طور پر الفا ذرات، غیر استعمال شدہ ایندھن سے ٹکرا جاتے ہیں اور اسے مزید گرم کرتے ہیں، ممکنہ طور پر اضافی فیوژن کو متحرک کرتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، ایندھن ایکس رے نقصانات اور ایندھن کے علاقے کو چھوڑنے والے گرم الیکٹرانوں کے ذریعے بھی حرارت کھو رہا ہے۔ اس طرح الفا ہیٹنگ کی شرح نقصان کی شرح سے زیادہ ہونی چاہیے، جسے بوٹ اسٹریپنگ کہا جاتا ہے۔ صحیح حالات کو دیکھتے ہوئے-کافی زیادہ کثافت، درجہ حرارت، اور مدت-بوٹ اسٹریپنگ کے نتیجے میں سلسلہ وار رد عمل ہوتا ہے، جو مرکز سے باہر کی طرف جلتا ہے۔ اسے اگنیشن کے نام سے جانا جاتا ہے، جو ایندھن کے ایک اہم حصے کو فیوز کرتا ہے اور بڑی مقدار میں توانائی خارج کرتا ہے۔ 1998 تک، زیادہ تر آئی سی ایف تجربات میں لیزر ڈرائیوروں کا استعمال کیا گیا تھا۔ دیگر ڈرائیوروں کی جانچ کی گئی ہے، جیسے کہ ذرہ ایکسلریٹرز کے ذریعے چلنے والے بھاری آئن۔ ڈیزائن سسٹم 2004 تک، این آئی ایف نے آپریشن کا بالواسطہ ڈرائیو طریقہ استعمال کیا، جس میں لیزر اپنے اندر کیپسول کے ارد گرد ایک چھوٹے دھاتی سلنڈر کو گرم کرتا ہے۔ گرمی سلنڈر کا سبب بنتی ہے، جسے ہوہلروم ("کھوکھلی کمرہ" یا گہا کے لیے جرمن) کہا جاتا ہے، توانائی کو اس سے بھی زیادہ تعدد ایکس رے کے طور پر دوبارہ خارج کرنے کا سبب بنتی ہے، جو اب بھی زیادہ یکساں طور پر تقسیم اور متناسب ہوتے ہیں۔ اومیگا اور نووا لیزرز سمیت تجرباتی نظاموں نے اس نقطہ نظر کی توثیق کی۔ این آئی ایف کی اعلی طاقت بہت بڑے ہدف کی حمایت کرتی ہے۔ بیس لائن گولی کا ڈیزائن تقریبا 2 ملی میٹر قطر کا ہوتا ہے۔ یہ تقریبا 18 کیلون (−255 ڈگری سیلسیس) تک ٹھنڈا ہوتا ہے اور منجمد ڈیوٹیریم-ٹریٹیئم (ڈی ٹی) ایندھن کی ایک پرت سے ڈھکا ہوتا ہے۔ کھوکھلی اندرونی حصے میں ڈی ٹی گیس کی تھوڑی مقدار ہوتی ہے۔ ایک عام تجربے میں، لیزر ممکنہ 4 کی 3 ایم جے اورکت لیزر توانائی پیدا کرتا ہے۔ تقریبا 1.5 ایم جے یو وی میں تبدیل ہونے کے بعد باقی رہتا ہے، اور مزید 15 فیصد ہولروم میں ختم ہو جاتا ہے۔ نتیجے میں آنے والے ایکس رے کا تقریبا 15 فیصد، تقریبا 150 کے جے، ہدف کی بیرونی تہوں کے ذریعے جذب کیا جاتا ہے۔ کیپسول اور ایکس رے کے درمیان جوڑا نقصان دہ ہے، اور بالآخر صرف 10 سے 14 کے جے توانائی ایندھن میں جمع ہوتی ہے۔ ہدف کے مرکز میں ایندھن کو تقریبا 1000 گرام/سینٹی میٹر 3 کی کثافت تک دبایا جاتا ہے۔ موازنہ کے لیے، لیڈ کی کثافت تقریبا 11 گرام/سینٹی میٹر 3 ہے)۔ دباؤ 300 ارب ماحول کے برابر ہے۔ تخروپن کی بنیاد پر، یہ توقع کی جاتی تھی کہ تقریبا 20 ایم جے فیوژن انرجی جاری کی جائے گی، جس کے نتیجے میں خالص فیوژن انرجی کا فائدہ ہوگا، جسے کیو سے ظاہر کیا جاتا ہے، تقریبا 15 (فیوژن انرجی آؤٹ/یو وی لیزر انرجی ان)۔ لیزر سسٹم اور ہولرام ڈیزائن دونوں میں بہتری کی توقع ہے کہ کیپسول کے ذریعے جذب ہونے والی توانائی کو تقریبا 420 کے جے (اور اس طرح شاید خود ایندھن میں 40 سے 50) تک بہتر بنائے گی، جو بدلے میں 100-150 ایم جے فیوژن توانائی پیدا کر سکتی ہے۔ بیس لائن ڈیزائن ہدف چیمبر کے ڈیزائن کی وجہ سے زیادہ سے زیادہ تقریبا 45 ایم جے فیوژن انرجی ریلیز کی اجازت دیتا ہے۔ یہ تقریبا 11 کلوگرام ٹی این ٹی پھٹنے کے برابر ہے۔ تخروپن سے پتہ چلتا ہے کہ بہترین صورت میں پھٹنے سے زیادہ سے زیادہ 7 ایم جے توانائی پیدا ہوگی، جو چیمبر کی جسمانی حد سے بہت کم ہے۔ 1996 تک، یہ آؤٹ پٹ توانائیاں نظام کے کیپسیٹرز میں 400 ایم جے توانائی سے کم تھیں جو لیزر ایمپلیفائرز کو طاقت دیتی ہیں۔ این آئی ایف کی خالص وال پلگ کی کارکردگی (یو وی لیزر توانائی کو بیرونی ذریعہ سے لیزرز کو پمپ کرنے کے لیے درکار توانائی سے تقسیم کرنا) ایک فیصد سے بھی کم ہوگی، اور وال ٹو فیوژن کی کل کارکردگی بہترین طور پر 10 فیصد سے کم ہے۔ توانائی کی پیداوار کے لیے مفید ہونے کے لیے، فیوژن آؤٹ پٹ کم از کم اس ان پٹ سے زیادہ شدت کا ہونا چاہیے۔ تجارتی لیزر فیوژن سسٹم بہت زیادہ موثر ڈایڈڈ پمپڈ سالڈ اسٹیٹ لیزرز کا استعمال کریں گے، جہاں 10 فیصد وال پلگ کی استعداد کا مظاہرہ کیا گیا ہے، اور 1996 میں ترقی کے تحت جدید تصورات کے ساتھ استعداد 16-18 فیصد کی توقع کی گئی تھی۔ لیزر 2010 تک این آئی ایف کا مقصد روشنی کا ایک واحد 500 ٹیرا واٹ (ٹی ڈبلیو) چوٹی فلیش بنانا تھا جو چند پکسیکنڈز کے اندر متعدد سمتوں سے ہدف تک پہنچ جاتا ہے۔ یہ ڈیزائن فلیش لیمپ پمپڈ، نیوڈیمیم ڈوپڈ فاسفیٹ گلاس لیزرز کے متوازی نظام میں 192 بیم لائنز کا استعمال کرتا ہے۔ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ بیم لائنوں کی پیداوار یکساں ہے، لیزر کو انجیکشن لیزر سسٹم (آئی ایل ایس) میں ایک واحد ماخذ سے بڑھایا جاتا ہے۔ یہ ماسٹر آسکیلیٹر کہلانے والے یٹربیئم ڈوپڈ آپٹیکل فائبر لیزر میں پیدا ہونے والی 1053 نینومیٹر (این ایم) اورکت روشنی کی کم طاقت والی فلیش سے شروع ہوتا ہے۔ اس کی روشنی کو تقسیم کیا جاتا ہے اور اسے 48 پریمپلیفائر ماڈیولز (پی اے ایم) میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ ہر پی اے ایم زینون فلیش لیمپ کے ذریعے دو مراحل کا امپلیفیکیشن عمل انجام دیتا ہے۔ پہلا مرحلہ ایک ری جنریٹو ایمپلیفائر ہے جس میں نبض 30 سے 60 بار گردش کرتی ہے، جس سے اس کی توانائی نینو جول سے دسیوں ملی جول تک بڑھ جاتی ہے۔ دوسرا مرحلہ روشنی کو چار بار ایک سرکٹ کے ذریعے بھیجتا ہے جس میں ایک نیوڈیمیم گلاس ایمپلیفائر ہوتا ہے جو مرکزی بیم لائنوں میں استعمال ہونے والے (لیکن اس سے بہت چھوٹا) ہوتا ہے، جس سے ملیجولز کو تقریبا 6 جول تک بڑھایا جاتا ہے۔ ایل ایل این ایل کے مطابق، پی اے ایم کو ڈیزائن کرنا بڑے چیلنجوں میں سے ایک تھا۔ اس کے بعد کی بہتریوں نے انہیں اپنے ابتدائی ڈیزائن کے اہداف کو عبور کرنے کا موقع فراہم کیا۔ لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری مرکزی امپلیفکیشن شیشے کے یمپلیفائرز کی ایک سیریز میں ہوتا ہے جو بیم لائنز کے ایک سرے پر واقع ہوتا ہے۔ فائر کرنے سے پہلے، یمپلیفائرز کو پہلے کل 7,680 فلیش لیمپوں کے ذریعے آپٹیکل طور پر پمپ کیا جاتا ہے۔ لیمپ ایک کیپسیٹر بینک کے ذریعے چلائے جاتے ہیں جو 400 ایم جے (110 کے ڈبلیو ایچ) ذخیرہ کرتا ہے۔ جب لہر کا محاذ ان سے گزرتا ہے، تو یمپلیفائر ان میں ذخیرہ شدہ کچھ توانائی بیم میں چھوڑ دیتے ہیں۔ بیموں کو مرکزی یمپلیفائر کے ذریعے چار بار بھیجا جاتا ہے، جس میں آئینہ دار گہا میں واقع آپٹیکل سوئچ کا استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ یمپلیفائر اصل 6 جے کو برائے نام 4 ایم جے تک بڑھا دیتے ہیں۔ چند نینو سیکنڈ کے وقت کے پیمانے کو دیکھتے ہوئے، ہدف تک پہنچائی جانے والی سب سے زیادہ یو وی طاقت 500 ٹی ڈبلیو تک پہنچ جاتی ہے۔ ہر بیم لائن کے مرکز کے قریب، اور کل لمبائی کی اکثریت لینے والے، مقامی فلٹر ہوتے ہیں۔ یہ لمبے ٹیوبوں پر مشتمل ہوتے ہیں جن کے آخر میں چھوٹی دوربین ہوتی ہے جو بیم کو ٹیوب کے مرکز میں ایک چھوٹے سے مقام پر مرکوز کرتی ہے، جہاں ایک ماسک فوکل پوائنٹ کے باہر کسی بھی آوارہ روشنی کو کاٹ دیتا ہے۔ فلٹر اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ بیم کی تصویر انتہائی یکساں ہو۔ مقامی فلٹر ایک بڑا قدم آگے تھے۔ انہیں سائکلوپس لیزر میں متعارف کرایا گیا تھا، جو اس سے پہلے کا ایل ایل این ایل تجربہ تھا۔ لیزر بیم کے سفر کے راستے کی آخر سے آخر تک کی لمبائی، بشمول سوئچ، تقریبا ہے۔ بیم لائنوں میں موجود مختلف نظری عناصر کو عام طور پر لائن ریپلیس ایبل یونٹس (ایل آر یو)، وینڈنگ مشین کے سائز کے معیاری خانوں میں پیک کیا جاتا ہے جنہیں نیچے سے تبدیل کرنے کے لیے بیم لائن سے باہر نکالا جا سکتا ہے۔ امپلیفکیشن مکمل ہونے کے بعد روشنی کو دوبارہ بیم لائن میں تبدیل کر دیا جاتا ہے، جہاں یہ عمارت کے دور سرے تک ٹارگٹ چیمبر تک جاتی ہے۔ ٹارگٹ چیمبر ایک ملٹی پیس اسٹیل کا دائرہ ہے جس کا وزن ہے۔ ٹارگٹ چیمبر تک پہنچنے سے ٹھیک پہلے، مختلف سمتوں سے ہدف کو مارنے کے لیے سوئچ یارڈ اور ٹارگٹ ایریا میں آئینے سے روشنی جھلکتی ہے۔ چونکہ ماسٹر آسکیلیٹر سے ہدف تک کے راستے کی لمبائی ہر بیم لائن کے لیے مختلف ہوتی ہے، اس لیے روشنی میں تاخیر کرنے کے لیے آپٹکس کا استعمال کیا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ وہ سب ایک دوسرے کے چند پکسیکنڈز کے اندر مرکز تک پہنچ جائیں۔ ہدف چیمبر تک پہنچنے سے پہلے آخری مراحل میں سے ایک یہ ہے کہ فریکوئنسی کنورٹر کے نام سے جانے والے آلے میں 1053 این ایم پر اورکت (آئی آر) روشنی کو 351 این ایم پر بالائے بنفشی (یو وی) میں تبدیل کیا جائے۔ یہ پوٹاشیم ڈائی ہائیڈروجن فاسفیٹ کے ایک کرسٹل سے کٹی ہوئی پتلی چادروں (تقریبا 1 سینٹی میٹر موٹی) سے بنے ہوتے ہیں۔ جب 1053 این ایم (آئی آر) روشنی ان میں سے دو شیٹس میں سے پہلے سے گزرتی ہے، تو فریکوئنسی ایڈیشن روشنی کے ایک بڑے حصے کو 527 این ایم روشنی (سبز) میں تبدیل کر دیتا ہے۔ دوسری شیٹ سے گزرنے پر فریکوئنسی کا مجموعہ 527 این ایم روشنی اور باقی 1053 این ایم روشنی کو 351 این ایم (یو وی) روشنی میں تبدیل کر دیتا ہے۔ انفراریڈ (IR) روشنی اہداف کو گرم کرنے میں UV کے مقابلے میں بہت کم موثر ہے، کیونکہ IR جوڑے گرم الیکٹرانوں کے ساتھ زیادہ مضبوطی سے ہوتے ہیں جو کافی مقدار میں توانائی جذب کرتے ہیں اور دباؤ میں مداخلت کرتے ہیں۔ لیزر پلس کے لیے تبدیلی کا عمل تقریبا 80 فیصد کی چوٹی کی استعداد تک پہنچ سکتا ہے جس کی فلیٹ عارضی شکل ہوتی ہے، لیکن اگنیشن کے لیے درکار عارضی شکل پلس کی مدت کے دوران نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہے۔ اصل تبدیلی کا عمل تقریبا 50 فیصد موثر ہے، جو ڈیلیورڈ انرجی کو برائے نام 1.8 ایم جے تک کم کر دیتا ہے۔ 2010 تک، کسی بھی آئی سی ایف تحقیقی منصوبے کا ایک اہم پہلو اس بات کو یقینی بنانا تھا کہ تجربات بروقت انجام دیے جا سکیں۔ پچھلے آلات کو عام طور پر کئی گھنٹوں تک ٹھنڈا کرنا پڑتا تھا تاکہ فلیش لیمپ اور لیزر گلاس کو فائرنگ کے بعد اپنی شکلیں دوبارہ حاصل کرنے کی اجازت دی جا سکے (تھرمل توسیع کی وجہ سے)، جس سے ان کا استعمال فی دن ایک یا کم فائرنگ تک محدود ہو گیا۔ این آئی ایف کے اہداف میں سے ایک اس وقت کو کم کر کے چار گھنٹے سے بھی کم کرنا ہے، تاکہ ایک سال میں 700 فائرنگ کی اجازت دی جا سکے۔ دیگر تصورات این آئی ایف بھی نئی قسم کے اہداف تلاش کر رہا ہے۔ پچھلے تجربات میں عام طور پر پلاسٹک کے ابلیٹرز کا استعمال کیا جاتا تھا، عام طور پر پولی سٹیرائن (سی ایچ)۔ این آئی ایف کے اہداف پلاسٹک کی شکل کو بکھرے ہوئے بیریلیم یا بیریلیم-تانبے کے مرکب کی پرت کے ساتھ کوٹنگ کرکے، اور پھر پلاسٹک کو مرکز سے باہر آکسائڈائز کرکے بنائے جاتے ہیں۔ بیریلیم کے اہداف ایکس رے ان پٹ سے زیادہ امپلاژن کی استعداد پیش کرتے ہیں۔ اگرچہ این آئی ایف کو بنیادی طور پر ایک بالواسطہ ڈرائیو ڈیوائس کے طور پر ڈیزائن کیا گیا تھا، لیکن 2008 تک لیزر میں توانائی اتنی زیادہ تھی کہ اسے براہ راست ڈرائیو سسٹم کے طور پر استعمال کیا جا سکتا تھا، جہاں لیزر ایکس رے میں تبدیل کیے بغیر براہ راست ہدف پر چمکتا ہے۔ این آئی ایف یو وی شعاعوں کے ذریعے فراہم کی جانے والی طاقت کا تخمینہ اگنیشن کا سبب بننے کے لیے کافی سے زیادہ تھا، جس سے تقریبا 40x فیوژن توانائی حاصل ہوتی ہے، جو بالواسطہ ڈرائیو سسٹم سے کچھ زیادہ ہے۔ 2005 تک، اومیگا لیزر اور کمپیوٹر سمیلیشنز پر اسکیلڈ امپلاشنز نے این آئی ایف کو پولر ڈائریکٹ ڈرائیو (پی ڈی ڈی) ترتیب کا استعمال کرتے ہوئے اگنیشن کے قابل دکھایا جہاں ہدف کو این آئی ایف بیم لائن ترتیب میں تبدیلی کے بغیر صرف اوپر اور نیچے سے لیزر کے ذریعے براہ راست تابکاری کی گئی تھی۔ 2005 تک، دوسرے اہداف، جنہیں سیٹرن ٹارگیٹ کہا جاتا ہے، خاص طور پر انیسوٹروپی کو کم کرنے اور پھٹنے کو بہتر بنانے کے لیے بنائے گئے تھے۔ ان میں ہدف کے "خط استوا" کے ارد گرد ایک چھوٹی سی پلاسٹک کی انگوٹھی ہوتی ہے، جو لیزر سے ٹکرانے پر پلازما بن جاتی ہے۔ لیزر کی کچھ روشنی اس پلازما کے ذریعے ہدف کے خط استوا کی طرف ریفریکٹ ہوتی ہے، شام کو گرمی سے باہر ہوتی ہے۔ صرف 35 گنا سے زیادہ کے فوائد کے ساتھ این آئی ایف اگنیشن ممکن سمجھا جاتا ہے، جس سے نتائج تقریبا اتنے ہی اچھے پیدا ہوتے ہیں جتنے کہ مکمل طور پر سمیٹرک ڈائریکٹ ڈرائیو اپروچ۔ ہسٹری امپیٹس، 1957 کیلیفورنیا کے لیورمور میں لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری میں آئی سی ایف کی تاریخ کا آغاز طبیعیات دان جان نکولس سے ہوا، جنہوں نے وہاں ایڈورڈ ٹیلر کے زیر اہتمام 1957 کی میٹنگ کے بعد اس مسئلے پر غور کرنا شروع کیا۔ ان ملاقاتوں کے دوران، یہ خیال سامنے آیا جسے بعد میں پی اے سی ای آر کے نام سے جانا گیا۔ پی اے سی ای آر نے بھاپ پیدا کرنے کے لیے بڑی غاروں میں چھوٹے ہائیڈروجن بموں کے دھماکے کا تصور کیا جسے برقی طاقت میں تبدیل کیا جائے گا۔ اس نقطہ نظر کے ساتھ مسائل کی نشاندہی کرنے کے بعد، نکولس نے حیرت کا اظہار کیا کہ کتنا چھوٹا بم بنایا جا سکتا ہے جو اب بھی خالص مثبت طاقت پیدا کرے گا۔ ایک عام ہائیڈروجن بم کے دو حصے ہوتے ہیں: ایک پلوٹونیم پر مبنی فشن بم جسے پرائمری کہا جاتا ہے، اور فیوژن ایندھن کا ایک سلنڈریکل انتظام جسے سیکنڈری کہا جاتا ہے۔ پرائمری ایکس رے جاری کرتا ہے، جو بم کے کیسنگ کے اندر پھنس جاتے ہیں۔ وہ ثانوی کو گرم کرتے ہیں اور اس وقت تک دباتے ہیں جب تک کہ وہ بھڑک نہ جائے۔ ثانوی لتیم ڈیوٹرائڈ (ایل آئی ڈی) ایندھن پر مشتمل ہوتا ہے، جس کے لیے بیرونی نیوٹرون ماخذ کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ عام طور پر ایندھن کے مرکز میں ایک چھوٹے پلوٹونیم "اسپارک پلگ" کی شکل میں ہوتا ہے۔ نکولس کا خیال یہ دریافت کرنا تھا کہ ثانوی کو کتنا چھوٹا بنایا جا سکتا ہے، اور اس سے اگنیشن کا سبب بننے کے لیے پرائمری سے درکار توانائی پر کیا اثرات مرتب ہوں گے۔ سب سے آسان تبدیلی ایل آئی ڈی ایندھن کو ڈی ٹی گیس سے تبدیل کرنا ہے، جس سے اسپارک پلگ کی ضرورت ختم ہو جاتی ہے۔ یہ کسی بھی سائز کی سیکنڈریوں کی اجازت دیتا ہے-جیسے جیسے سیکنڈری سکڑتی ہے، اسی طرح اگنیشن کے لیے درکار توانائی کی مقدار بھی کم ہوتی جاتی ہے۔ ملیگرام کی سطح پر، توانائی کی سطح کئی معروف آلات کے ذریعے دستیاب ہونے والوں تک پہنچنے لگی۔ 1960 کی دہائی کے اوائل تک، نکولس اور کئی دیگر ہتھیاروں کے ڈیزائنرز نے آئی سی ایف کا خاکہ تیار کر لیا تھا۔ ڈی ٹی ایندھن کو ایک چھوٹے سے کیپسول میں رکھا جائے گا، جسے گرم کرنے پر تیزی سے کم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے اور اس طرح کمپریشن اور شاک ویو کی تشکیل کو زیادہ سے زیادہ کیا جائے گا۔ یہ کیپسول ایک انجینیئرڈ شیل، ہولرام کے اندر رکھا جائے گا، جو بم کے کیسنگ کی طرح کام کرتا ہے۔ ہولرام کو ایکس رے کے ذریعے گرم کرنے کی ضرورت نہیں تھی۔ توانائی کا کوئی بھی ذریعہ اس وقت تک استعمال کیا جا سکتا ہے جب تک کہ یہ ہولرام کو گرم کرنے اور ایکس رے پیدا کرنے کے لیے کافی توانائی فراہم کرے۔ مثالی طور پر توانائی کا ذریعہ کچھ فاصلے پر واقع ہوگا، تاکہ تعامل کے دونوں سروں کو میکانکی طور پر الگ کیا جا سکے۔ ایک چھوٹے ایٹم بم کو توانائی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ ہائیڈروجن بم میں ہوتا ہے، لیکن مثالی طور پر توانائی کے چھوٹے ذرائع استعمال کیے جائیں گے۔ کمپیوٹر کے تخروپن کا استعمال کرتے ہوئے، ٹیموں نے اندازہ لگایا کہ پرائمری سے تقریبا 5 ایم جے توانائی کی ضرورت ہوگی، جس سے 1 ایم جے بیم پیدا ہوگا۔ اسے تناظر میں رکھنے کے لیے، ایک چھوٹا (0.0 کلو میٹر) فشن پرائمری 2 ٹی جے جاری کرتا ہے۔ آئی سی ایف پروگرام، 1970 کی دہائی جب کہ نکولس اور ایل ایل این ایل ہولرام پر مبنی تصورات پر کام کر رہے تھے، یو سی ایس ڈی کے ماہر طبیعیات کیتھ بروکنر آزادانہ طور پر ڈائریکٹ ڈرائیو پر کام کر رہے تھے۔ 1970 کی دہائی کے اوائل میں، بروکنر نے اس تصور کو تجارتی بنانے کے لیے کے ایم ایس فیوژن تشکیل دیا۔ اس نے کے ایم ایس اور ہتھیاروں کی لیبارٹریوں کے درمیان شدید دشمنی کو جنم دیا۔ پہلے نظر انداز کیا گیا، آئی سی ایف ایک گرما گرم موضوع بن گیا اور زیادہ تر لیبز نے آئی سی ایف کا کام شروع کر دیا۔ ایل ایل این ایل نے شیشے کے لیزرز پر توجہ مرکوز کرنے کا فیصلہ کیا، جبکہ دیگر سہولیات نے کاربن ڈائی آکسائیڈ کا استعمال کرتے ہوئے گیس لیزرز کا مطالعہ کیا۔ اینٹیرس، لاس الاموس نیشنل لیبارٹری) یا کے آر ایف (مثال کے طور پر۔ نائکی لیزر، نیول ریسرچ لیبارٹری)۔ ان ابتدائی مراحل کے دوران، فیوژن کے عمل کی زیادہ تر تفہیم کمپیوٹر کے تخروپن، بنیادی طور پر لاسنیکس کا نتیجہ تھی۔ لاسنیکس نے 2 جہتی تخمینہ کے رد عمل کو آسان بنایا، جو کہ دستیاب کمپیوٹنگ طاقت کے ساتھ ممکن تھا۔ لاسنیکس نے اندازہ لگایا کہ کے جے رینج میں لیزر ڈرائیور کم فائدہ تک پہنچ سکتے ہیں، جو کہ بالکل جدید ترین حالت میں تھا۔ اس کی وجہ سے شیو لیزر پروجیکٹ شروع ہوا جو 1977 میں مکمل ہوا۔ شیو اپنے اہداف سے بہت کم رہ گیا۔ پہنچنے والی کثافت پیش گوئی سے ہزاروں گنا کم تھی۔ اس کا سراغ لیزر کے ہدف تک گرمی پہنچانے کے طریقے کے مسائل سے لگایا گیا۔ اس کی زیادہ تر توانائی پورے ایندھن کے بڑے پیمانے کے بجائے الیکٹرانوں کو متحرک کرتی ہے۔ مزید تجربات اور تخروپن سے یہ ظاہر ہوا کہ کم طول موج کا استعمال کرکے اس عمل کو ڈرامائی طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ تخروپن پروگراموں میں مزید اپ گریڈ، ان اثرات کا حساب رکھتے ہوئے، پیش گوئی کی کہ ایک مختلف ڈیزائن اگنیشن تک پہنچ جائے گا۔ اس نظام نے 20 بیم 200 کے جے نووا لیزر کی شکل اختیار کی۔ تعمیر کے مرحلے کے دوران، نکولس نے اپنے حساب کتاب میں ایک غلطی پائی، اور ایل ایل این ایل کے سابق ڈائریکٹر جان ایس فوسٹر جونیئر کی صدارت میں اکتوبر 1979 کے جائزے میں اس بات کی تصدیق کی گئی کہ نووا اگنیشن تک نہیں پہنچے گا۔ اسے ایک چھوٹے 10 بیم کے ڈیزائن میں تبدیل کیا گیا تھا جس نے روشنی کو 351 این ایم میں تبدیل کیا اور جوڑی کی کارکردگی میں اضافہ کیا۔ نووا تقریبا 30 کے جے یو وی لیزر توانائی فراہم کرنے میں کامیاب رہا، جو توقع سے تقریبا نصف تھی، بنیادی طور پر حتمی فوکسنگ آپٹکس کو نظری نقصان کی وجہ سے۔ ان سطحوں پر بھی، یہ واضح تھا کہ فیوژن کی پیداوار کی پیش گوئیاں غلط تھیں ؛ یہاں تک کہ دستیاب محدود طاقتوں پر بھی، فیوژن کی پیداوار پیش گوئیوں سے بہت کم تھی۔ ہیلائٹ اور سینچورین، 1978 ہر تجربے سے پتہ چلتا ہے کہ اگنیشن تک پہنچنے کے لیے درکار توانائی کو کم سمجھا جاتا رہا۔ محکمہ توانائی (ڈی او ای) نے فیصلہ کیا کہ براہ راست تجربہ اس مسئلے کو حل کرنے کا بہترین طریقہ ہے، اور 1978 میں انہوں نے نیواڈا ٹیسٹ سائٹ پر زیر زمین تجربات کا ایک سلسلہ شروع کیا جس میں آئی سی ایف کے اہداف کو روشن کرنے کے لیے چھوٹے جوہری بموں کا استعمال کیا گیا۔ ان ٹیسٹوں کو ہیلائٹ (ایل ایل این ایل) اور سینچورین (ایل اے این ایل) کے نام سے جانا جاتا تھا۔ ان تجربات کے پیچھے بنیادی تصور 1960 کی دہائی میں اینٹی بیلسٹک میزائل وار ہیڈز تیار کرنے کے طریقے کے طور پر تیار کیا گیا تھا۔ یہ پایا گیا کہ ماحول کے باہر پھٹنے والے بموں سے ایکس رے پھٹتے ہیں جو دشمن کے وار ہیڈ کو طویل فاصلے تک نقصان پہنچا سکتے ہیں۔ اس نظام کی تاثیر کی جانچ کرنے کے لیے، اور امریکی وار ہیڈز کے تحفظ کے لیے جوابی اقدامات تیار کرنے کے لیے، ڈیفنس اٹامک سپورٹ ایجنسی نے ایک ایسا نظام تیار کیا جس نے تیز رفتار بند ہونے والے دروازوں کے پیچھے لمبی سرنگوں کے آخر میں اہداف رکھے۔ ایکس رے کی آمد اور اس کے بعد ہونے والے دھماکے کے درمیان مختصر مدت میں دروازے بند کرنے کا وقت مقرر کیا گیا تھا۔ اس سے ری اینٹری وہیکل (آر وی) کو دھماکے سے ہونے والے نقصان سے بچایا گیا اور ان کا معائنہ کیا گیا۔ آئی سی ایف ٹیسٹوں میں وہی نظام استعمال کیا گیا، جس نے آر وی کو ہوہلروم سے تبدیل کیا۔ ہر ٹیسٹ نے بیک وقت بہت سے اہداف کو روشن کیا، ہر ایک بم سے مختلف فاصلے پر روشنی کے مختلف اثرات کی جانچ کرنے کے لیے۔ ایک اور سوال یہ تھا کہ فیوژن رد عمل سے ایندھن کو خود گرم کرنے اور اس طرح اگنیشن تک پہنچنے کے لیے فیول اسمبلی کتنی بڑی ہونی چاہیے۔ ابتدائی اعداد و شمار 1984 کے وسط تک دستیاب تھے، اور 1988 میں جانچ بند ہو گئی۔ ان ٹیسٹوں کے دوران پہلی بار اگنیشن حاصل کیا گیا۔ اگنیشن تک پہنچنے کے لیے درکار توانائی کی مقدار اور ایندھن کے اہداف کا سائز پیش گوئی سے کہیں زیادہ تھا۔ اسی عرصے کے دوران، نووا پر لیزر روشنی کے تحت ان کے رویے کو سمجھنے کے لیے اسی طرح کے اہداف کا استعمال کرتے ہوئے تجربات شروع ہوئے، جس سے بم ٹیسٹ کے خلاف براہ راست موازنہ کرنے کی اجازت ملی۔ اس اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ اگنیشن تک پہنچنے کے لیے تقریبا 10 ایم جے ایکس رے توانائی کی ضرورت ہوگی، جو پہلے کے حساب سے کہیں زیادہ ہے۔ اگر وہ ایکس رے کسی آئی آر لیزر کو ہوہلروم پر بیم کرکے بنائے جاتے ہیں، جیسا کہ نووا یا این آئی ایف میں ہوتا ہے، تو 100 ایم جے کی ترتیب پر ڈرامائی طور پر زیادہ لیزر توانائی کی ضرورت ہوگی۔ اس سے آئی سی ایف کمیونٹی میں بحث چھڑ گئی۔ ایک گروپ نے اس طاقت کا لیزر بنانے کی کوشش کی تجویز پیش کی۔ لیونارڈو ماسچیرونی اور کلاڈ فپس نے ایک نئی قسم کا ہائیڈروجن فلورائڈ لیزر ڈیزائن کیا جو ہائی انرجی الیکٹرانوں کے ذریعے پمپ کیا جاتا ہے اور 100 ایم جے کی حد تک پہنچ جاتا ہے۔ دوسروں نے اسی ڈیٹا اور اپنے کمپیوٹر کے تخروپن کے نئے ورژن کا استعمال یہ تجویز کرنے کے لیے کیا کہ لیزر پلس کی محتاط شکل اور زیادہ بیم زیادہ یکساں طور پر پھیلنے سے 5 اور 10 MJ.John لنڈل کے درمیان چلنے والے لیزر کے ساتھ اگنیشن حاصل کیا جا سکتا ہے، انٹریئل کنفائنمنٹ فیوژن کے لیے بالواسطہ ڈرائیو اپروچ کی ترقی اور اگنیشن اور گین کے لیے ٹارگٹ فزکس کی بنیاد، فزکس آف پلازما جلد۔ 2، نہیں۔ 11 نومبر 1995 ؛ پی پی۔ 3933-4024 ان نتائج نے ڈی او ای کو "لیبارٹری مائیکرو فیوژن فیسیلٹی" (ایل ایم ایف) کے نام سے ایک کسٹم ملٹری آئی سی ایف سہولت کی درخواست کرنے پر آمادہ کیا۔ ایل ایم ایف 10 ایم جے کے آرڈر پر ایک ڈرائیور کا استعمال کرے گا، جو 100 اور 1,000 ایم جے کے درمیان فیوژن پیداوار فراہم کرے گا۔ نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کی طرف سے اس تصور کے ایک 1989-1990 جائزے سے پتہ چلتا ہے کہ ایل ایم ایف بہت زیادہ مہتواکانکشی تھا، اور اس بنیادی طبیعیات کو مزید تلاش کرنے کی ضرورت ہے۔ انہوں نے 10 ایم جے سسٹم میں منتقل ہونے کی کوشش کرنے سے پہلے مزید تجربات کی سفارش کی۔ بہر حال، مصنفین نے نوٹ کیا، "درحقیقت، اگر یہ پتہ چلا کہ اگنیشن اور گین کے لیے 100 ایم جے ڈرائیور کی ضرورت ہے، تو کسی کو آئی سی ایف کے لیے پورے نقطہ نظر اور استدلال پر دوبارہ غور کرنا پڑے گا۔" لیبارٹری مائیکرو فیوژن سہولت اور نووا اپ گریڈ، 1990 1992 تک، لیبارٹری مائیکرو فیوژن سہولت کی لاگت کا تخمینہ تقریبا 1 بلین ڈالر تھا۔ ایل ایل این ایل نے ابتدائی طور پر 5 ایم جے 350 این ایم (یو وی) ڈرائیور کے ساتھ ایک ڈیزائن پیش کیا جو تقریبا 200 ایم جے پیداوار تک پہنچنے کے قابل ہوگا، جو ایل ایم ایف goals.That پروگرام کی اکثریت کو حاصل کرنے کے لیے کافی تھا جس کی لاگت کا تخمینہ تقریبا 600 ملین ڈالر مالی سال 1989 ڈالر تھا۔ اسے مکمل 1,000 ایم جے میں اپ گریڈ کرنے کے لیے اضافی 250 ملین ڈالر ادا کیے جائیں گے۔ ڈی او ای کی طرف سے درخواست کردہ تمام اہداف کو پورا کرنے کے لیے کل 1 بلین ڈالر سے تجاوز کر جائے گا۔ این اے ایس کے جائزے کے نتیجے میں ان منصوبوں کا دوبارہ جائزہ لیا گیا، اور جولائی 1990 میں، ایل ایل این ایل نے نووا اپ گریڈ کے ساتھ جواب دیا، جو نووا کے بیشتر حصے کو ملحقہ شیو سہولت کے ساتھ دوبارہ استعمال کرے گا۔ نتیجے میں آنے والا نظام ایل ایم ایف تصور کے مقابلے میں بہت کم طاقت کا ہوگا، جس میں تقریبا 1 ایم جے کا ڈرائیور ہوگا۔ نئے ڈیزائن میں ایسی خصوصیات شامل تھیں جو ڈرائیور سیکشن میں جدید ترین ہیں، جن میں مین ایمپلیفائرز میں ملٹی پاس، اور 18 بیم لائنز (10 سے اوپر) شامل ہیں جنہیں ہدف کے علاقے میں داخل ہوتے ہی 288 "بیملیٹس" میں تقسیم کیا گیا تھا۔ منصوبوں میں بیم لائنوں کے دو اہم کناروں کی تنصیب کا مطالبہ کیا گیا، ایک موجودہ نووا بیم لائن روم میں، اور دوسرا اگلے دروازے پر پرانی شیو عمارت میں، جو اس کے لیزر بے اور ٹارگٹ ایریا کے ذریعے ایک اپ گریڈ شدہ نووا ٹارگٹ ایریا میں پھیلا ہوا ہے۔ لیزرز 4 این ایس پلس میں تقریبا 500 ٹی ڈبلیو فراہم کریں گے۔ اپ گریڈ سے 2 اور 10 ایم جے کے درمیان فیوژن پیداوار پیدا ہونے کی توقع تھی۔ 1992 کے ابتدائی تخمینوں کے مطابق تعمیر کی لاگت تقریبا 400 ملین ڈالر ہے، جس کی تعمیر 1995 سے 1999 تک ہوئی۔ این آئی ایف، 1994 اس پورے عرصے کے دوران، سرد جنگ کے خاتمے سے دفاعی فنڈنگ اور ترجیحات میں ڈرامائی تبدیلیاں آئیں۔ جوہری ہتھیاروں کے لیے سیاسی حمایت میں کمی آئی اور ہتھیاروں کے معاہدوں کی وجہ سے وار ہیڈز کی تعداد میں کمی آئی اور ڈیزائن کا کام کم ہوا۔ امریکہ کو جوہری ہتھیاروں کے ڈیزائنرز کی ایک نسل کو کھونے کے امکان کا سامنا کرنا پڑا جو موجودہ ذخائر کو برقرار رکھنے، یا نئے ہتھیاروں کو ڈیزائن کرنے کے قابل تھا۔ اسی کے ساتھ ہی 1996 میں جامع نیوکلیئر ٹیسٹ پر پابندی کے معاہدے (سی این ٹی بی) پر دستخط کیے گئے، جس کے تحت تمام اہم ٹیسٹنگ پر پابندی ہوگی اور جوہری ہتھیاروں کی نئی نسلوں کی ترقی کو مزید مشکل بنا دیا جائے گا۔ ان تبدیلیوں میں سے اسٹاک پائل اسٹیورڈشپ اینڈ مینجمنٹ پروگرام (ایس ایس ایم پی) آیا، جس میں، دوسری چیزوں کے علاوہ، جوہری ہتھیاروں کو دھماکہ خیز انداز میں آزمانے کے بغیر ڈیزائن کرنے اور بنانے کے طریقوں کی ترقی کے لیے فنڈز شامل تھے۔ 1995 میں شروع ہونے والی میٹنگوں کے ایک سلسلے میں، ایس ایس ایم پی کی کوششوں کو تقسیم کرنے کے لیے لیبارٹریوں کے درمیان ایک معاہدہ ہوا۔ اس کا ایک اہم حصہ کم پیداوار والے آئی سی ایف تجربات کا استعمال کرتے ہوئے کمپیوٹر ماڈلز کی تصدیق ہوگی۔ نووا اپ گریڈ ان تجربات کے لیے استعمال کرنے کے لیے بہت چھوٹا تھا۔ 1994 میں این آئی ایف میں ایک نیا ڈیزائن پختہ ہوا۔ اس منصوبے کی تخمینہ لاگت تقریبا 1 بلین ڈالر رہی، جس کی تکمیل 2002 میں ہوئی۔ معاہدے کے باوجود، منصوبے کی بڑی لاگت کے ساتھ ساتھ دیگر لیبارٹریوں میں اسی طرح کے منصوبوں کے خاتمے کے نتیجے میں دیگر لیبارٹریوں، خاص طور پر سینڈیا نیشنل لیبارٹریز کے سائنسدانوں نے تنقیدی تبصرے کیے۔ مئی 1997 میں، سینڈیا فیوژن سائنسدان ریک اسپیل مین نے عوامی طور پر کہا کہ این آئی ایف کے پاس "تکنیکی مسائل پر عملی طور پر کوئی اندرونی ہم مرتبہ جائزہ نہیں تھا" اور یہ کہ "لیورمور نے بنیادی طور پر خود جائزہ لینے کے لیے پینل کا انتخاب کیا"۔ سینڈیا کے ایک ریٹائرڈ منیجر، باب پیوریفائے، اسپیل مین سے بھی زیادہ واضح تھے: "این آئی ایف بیکار ہے۔ اسے ذخیرہ، مدت کو برقرار رکھنے کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا۔" ایل ایل این ایل میں آئی سی ایف تصور کے اصل ڈویلپرز میں سے ایک رے کیڈر بھی انتہائی تنقیدی تھے۔ انہوں نے 1997 میں کہا کہ اس کا بنیادی مقصد "تھیوریسٹوں اور تجرباتی ماہرین کے عملے کو بھرتی کرنا اور برقرار رکھنا" تھا اور یہ کہ اگرچہ کچھ تجرباتی ڈیٹا ہتھیاروں کے ڈیزائن کے لیے مفید ثابت ہوں گے، لیکن تجرباتی سیٹ اپ میں فرق ان کی مطابقت کو محدود کرتا ہے۔ "کچھ طبیعیات ایک جیسی ہیں ؛ لیکن تفصیلات، 'جس میں شیطان جھوٹ بولتا ہے' بالکل مختلف ہیں۔ اس لیے یہ فرض کرنا بھی غلط ہوگا کہ این آئی ایف ہتھیاروں کے ڈیزائن کرنے والوں اور انجینئروں کے عملے کو طویل مدت کے لیے مدد فراہم کر سکے گا جو کہ ہتھیاروں کے ڈیزائن کی لیبارٹریوں میں کام کرنے والوں کے مقابلے میں تفصیلی ڈیزائن کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ " 1997 میں، ڈی او ای کے اندر دفاعی پروگراموں کے اسسٹنٹ سکریٹری وکٹر ریس اور ایس ایس ایم پی کے چیف آرکیٹیکٹ نے یو ایس ہاؤس آرمڈ سروسز کمیٹی کو یہ بتاتے ہوئے پروگرام کا دفاع کیا کہ این آئی ایف کو "پہلی بار لیبارٹری کی ترتیب میں، درجہ حرارت اور مادے کی کثافت کے حالات پیدا کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا جو جوہری ہتھیاروں کے دھماکے میں پائے جانے والے حالات کے قریب تھے۔ ان حالات میں مادے کے رویے اور توانائی اور تابکاری کی منتقلی کا مطالعہ کرنے کی صلاحیت جوہری ہتھیاروں کی بنیادی طبیعیات کو سمجھنے اور زیر زمین جوہری جانچ کے بغیر ان کی کارکردگی کی پیش گوئی کرنے کی کلید ہے۔ 1998 میں، سائنسی اور تکنیکی ماہرین پر مشتمل دو جیسن پینل نے کہا کہ این آئی ایف سائنس پر مبنی ذخیرے کے انتظام کے لیے تجویز کردہ تمام پروگراموں میں سب سے زیادہ سائنسی طور پر قیمتی ہے۔ ابتدائی تنقید کے باوجود، سینڈیا کے ساتھ ساتھ لاس الاموس نے بہت سی این آئی ایف ٹیکنالوجیز کی ترقی کی حمایت کی، اور دونوں لیبارٹریز بعد میں نیشنل اگنیشن کمپین میں این آئی ایف کے ساتھ شراکت دار بن گئیں۔ پہلی اکائی، 1994-1998 کی تعمیر، NIF پر کام ایک واحد بیم لائن ڈیمنسٹریٹر، بیملیٹ کے ساتھ شروع ہوا۔ بیملیٹ نے 1994 اور 1997 کے درمیان کامیابی سے کام کیا۔ اس کے بعد اسے سینڈیا نیشنل لیبارٹریز کو ان کی زیڈ مشین میں روشنی کے ذریعہ کے طور پر بھیجا گیا۔ اس کے بعد اے ایم پی ایل اے بی میں ایک مکمل سائز کے مظاہرین نے پیروی کی، جس نے 1997 میں کام شروع کیا۔ مرکزی این آئی ایف سائٹ پر باضابطہ سنگ بنیاد 29 مئی 1997 کو رکھی گئی تھی۔ اس وقت، ڈی او ای اندازہ لگا رہا تھا کہ این آئی ایف پر تقریبا 1.1 بلین ڈالر اور متعلقہ تحقیق کے لیے مزید 1 بلین ڈالر لاگت آئے گی، اور یہ 2002 تک مکمل ہو جائے گی۔ بعد میں 1997 میں ڈی او ای نے اضافی 100 ملین ڈالر کی فنڈنگ کی منظوری دی اور آپریشنل تاریخ کو 2004 تک پیچھے دھکیل دیا۔ 1998 کے آخر تک ایل ایل این ایل کے عوامی دستاویزات میں کہا گیا تھا کہ مجموعی قیمت 1.2 بلین ڈالر تھی، جس میں پہلے آٹھ لیزر 2001 میں آن لائن آئے اور 2003 میں مکمل ہوئے۔ صرف اس سہولت کے جسمانی پیمانے نے تعمیراتی منصوبے کو چیلنج بنا دیا۔ 2001 میں جب تک "روایتی سہولت" (لیزر کے لیے خول) مکمل ہوئی، 210,000 مکعب گز سے زیادہ مٹی کی کھدائی ہو چکی تھی، 73,000 مکعب گز سے زیادہ کنکریٹ ڈالی جا چکی تھی، 7,600 ٹن مضبوط کرنے والا اسٹیل ریبار رکھا جا چکا تھا، اور 5,000 ٹن سے زیادہ ساختی اسٹیل کھڑا کیا جا چکا تھا۔ لیزر سسٹم کو کمپن سے الگ کرنے کے لیے، ہر لیزر بے کی بنیاد کو باقی ڈھانچے سے آزاد بنایا گیا تھا۔ تین فٹ موٹی، 420 فٹ لمبی اور 80 فٹ چوڑی سلیبوں کو اپنی خصوصیات کو حاصل کرنے کے لیے مسلسل کنکریٹ کے ڈھیر لگانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ نومبر 1997 میں، ایل نینو طوفان نے دو گھنٹوں میں دو انچ بارش ڈمپ کی، جس سے این آئی ایف سائٹ پر 200,000 گیلن پانی بھر گیا۔ زمین اتنی ڈوبی ہوئی تھی کہ برقرار رکھنے والی دیوار کی فریمنگ چھ انچ ڈوب گئی، جس سے عملے کو الگ کرنے اور اسے دوبارہ جمع کرنے پر مجبور ہونا پڑا۔ دسمبر 1997 میں تعمیر روک دی گئی، جب 16,000 سال پرانی میمتھ ہڈیاں دریافت ہوئیں۔ ہڈیوں کو ہٹانے اور محفوظ کرنے کے لیے ماہرین آثار قدیمہ کو بلایا گیا، جس سے تعمیر میں چار دن کی تاخیر ہوئی۔ مختلف قسم کی تحقیق اور ترقی، ٹیکنالوجی اور انجینئرنگ کے چیلنجز پیدا ہوئے، جیسے کہ این آئی ایف کے 7,500 میٹر سائز کے آپٹکس کے لیے لیزر گلاس کی فراہمی کے لیے آپٹکس من گھڑت صلاحیت پیدا کرنا۔ جدید ترین آپٹکس پیمائش، کوٹنگ اور ختم کرنے کی تکنیکیں این آئی ایف کے اعلی توانائی والے لیزرز کا مقابلہ کرنے کے لیے تیار کی گئیں، جیسا کہ لیزر بیم کو مطلوبہ توانائی کی سطح تک بڑھانے کے طریقے تھے۔ این آئی ایف کی تیار کردہ ٹکنالوجی اختراعات میں مسلسل گلاس، تیزی سے ترقی کرنے والے کرسٹل، جدید آپٹیکل سوئچ، اور خراب ہونے والے آئینے شامل تھے۔ سینڈیا نے پلسڈ پاور ڈیلیوری کے وسیع تجربے کے ساتھ، فلیش لیمپ کو کھانا کھلانے کے لیے استعمال ہونے والے کیپسیٹر بینکوں کو ڈیزائن کیا، اور اکتوبر 1998 میں پہلا یونٹ مکمل کیا۔ ہر کسی کو حیران کرتے ہوئے، پلسڈ پاور کنڈیشنگ ماڈیولز (پی سی ایم) کو کیپسیٹر کی ناکامی کا سامنا کرنا پڑا جس کی وجہ سے دھماکے ہوئے۔ اس کے لیے ملبے پر قابو پانے کے لیے ماڈیول کے نئے ڈیزائن کی ضرورت تھی، لیکن چونکہ کنکریٹ پہلے ہی ڈال دیا گیا تھا، اس کی وجہ سے نئے ماڈیول اتنے مضبوطی سے پیک ہو گئے کہ جگہ جگہ دیکھ بھال ناممکن تھی۔ ایک اور نئے ڈیزائن کے بعد، اس بار خدمت کے لیے ماڈیولز کو خلیج سے ہٹانے کی اجازت دی گئی۔ مسلسل مسائل نے کارروائیوں میں مزید تاخیر کی، اور ستمبر 1999 میں، ڈی او ای کی ایک تازہ ترین رپورٹ میں کہا گیا کہ این آئی ایف کو مزید 350 ملین ڈالر کی ضرورت ہے اور تکمیل صرف 2006 میں ہوتی ہے۔ ری بیس لائن اور جی اے او رپورٹ، 1999-2000 اس پورے عرصے کے دوران این آئی ایف کے ساتھ مسائل کو مینجمنٹ چین میں رپورٹ نہیں کیا گیا۔ 1999 میں اس وقت کے سکریٹری برائے توانائی بل رچرڈسن نے کانگریس کو اطلاع دی کہ این آئی ایف وقت پر اور بجٹ پر ہے، جیسا کہ پراجیکٹ لیڈروں نے اطلاع دی تھی۔ اسی سال اگست میں یہ انکشاف ہوا کہ دونوں میں سے کوئی بھی دعوی سچائی کے قریب نہیں تھا۔ جیسا کہ گورنمنٹ اکاؤنٹیبلٹی آفس (جی اے او) نے بعد میں نوٹ کیا، "مزید برآں، لیبارٹری کے سابق لیزر ڈائریکٹر، جنہوں نے این آئی ایف اور دیگر تمام لیزر سرگرمیوں کی نگرانی کی، نے لیبارٹری مینیجرز، ڈی او ای، یونیورسٹی، اور کانگریس کو یقین دلایا کہ این آئی ایف پروجیکٹ کو مناسب مالی اعانت فراہم کی گئی تھی اور عملہ تھا اور لاگت اور شیڈول پر جاری تھا، حالانکہ انہیں واضح اور بڑھتے ہوئے شواہد کے بارے میں بتایا گیا تھا کہ این آئی ایف میں سنگین مسائل تھے۔" ڈی او ای ٹاسک فورس نے جنوری 2000 میں رچرڈسن کو اطلاع دی کہ "این آئی ایف پروجیکٹ کی تنظیمیں ایک بڑے تحقیقی اور ترقیاتی منصوبے کے مطابق پروگرام اور پروجیکٹ مینجمنٹ کے طریقہ کار اور عمل کو نافذ کرنے میں ناکام رہیں۔ [اور یہ کہ] کسی کو بھی این آئی ایف مینجمنٹ پر پاسنگ گریڈ نہیں ملتا: ڈی او ای کے آفس آف ڈیفنس پروگرامز نہیں، نہ لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری اور نہ ہی یونیورسٹی آف کیلیفورنیا۔" بجٹ کے مسائل کو دیکھتے ہوئے، امریکی کانگریس نے ایک آزاد جی اے او جائزے کی درخواست کی۔ انہوں نے اگست 2000 میں ایک تنقیدی رپورٹ واپس کی جس میں اندازہ لگایا گیا تھا کہ لاگت 3.9 بلین ڈالر ہونے کا امکان ہے، جس میں آر اینڈ ڈی بھی شامل ہے، اور یہ کہ اس سہولت کے time.GAO رپورٹ سائٹس نیو این آئی ایف لاگت کا تخمینہ، ایف وائی آئی، امریکن انسٹی ٹیوٹ آف فزکس، نمبر 101: اگست 30، 2000 کے قریب کہیں بھی مکمل ہونے کا امکان نہیں ہے۔ 7 مئی 2008 کو حاصل کیا گیا۔ رپورٹ میں اوور رن کے لیے انتظامی مسائل کا ذکر کیا گیا، اور ہدف سازی کے لیے بجٹ کی رقم میں ناکامی پر پروگرام پر تنقید کی گئی، جس میں اسے ترقی کے بجائے آپریشنل اخراجات میں شامل کیا گیا۔ 2000 میں، ڈی او ای نے تکنیکی تاخیر اور پراجیکٹ مینجمنٹ کے مسائل کی وجہ سے ایک جامع "ری بیس لائن ریویو" شروع کیا، اور اسی کے مطابق شیڈول اور بجٹ کو ایڈجسٹ کیا۔ نیشنل نیوکلیئر سیکیورٹی ایڈمنسٹریٹر جان گورڈن نے کہا کہ "ہم نے این آئی ایف پروجیکٹ کو مکمل کرنے کے لیے ایک تفصیلی باٹم اپ لاگت اور شیڈول تیار کیا ہے۔ آزاد جائزہ ہمارے اس موقف کی حمایت کرتا ہے کہ این آئی ایف مینجمنٹ ٹیم نے نمایاں پیش رفت کی ہے اور پہلے کے مسائل کو حل کیا ہے۔ " رپورٹ میں ان کے بجٹ کے تخمینے کو 2.25 بلین ڈالر تک نظر ثانی کی گئی، جس میں متعلقہ آر اینڈ ڈی شامل نہیں تھا جس نے اسے مجموعی طور پر 3.3 بلین ڈالر تک دھکیل دیا، اور تکمیل کی تاریخ کو 2006 تک پیچھے دھکیل دیا جس میں پہلی لائنیں نیو این آئی ایف کوسٹ اینڈ شیڈول، ایف وائی آئی، امریکن انسٹی ٹیوٹ آف فزکس، نمبر 65، جون 15، 2000 پر آن لائن آ رہی تھیں۔ 7 مئی 2008 کو حاصل کیا گیا۔ اگلے سال ایک فالو اپ رپورٹ نے بجٹ کو 4.4 بلین ڈالر تک اور تکمیل کی تاریخ کو 2008 تک بڑھا دیا۔ پروجیکٹ کو ستمبر 1999 میں ایک نئی انتظامی ٹیم ملی۔ کیمپ بیل انویسٹی گیشن ٹرگرز لیورمور مینجمنٹ چینجز، فیوژن پاور رپورٹ، ستمبر 1999 http://www.thefreelibrary.com/Campbell + انویسٹی گیشن + ٹرگرز + لیورمور + مینجمنٹ + Changes.-a063375944 (13 جولائی 2012 کو بازیافت کی گئی)، جس کی سربراہی جارج ملر کر رہے تھے، جنہیں لیزرز کے لیے قائم مقام ایسوسی ایٹ ڈائریکٹر نامزد کیا گیا تھا۔ ایل ایل این ایل میں ایٹمک ویپر لیزر اسوٹوپ سیپریشن (اے وی ایل آئی ایس) پروگرام کے سابق سربراہ ایڈ موسی این آئی ایف پروجیکٹ مینیجر بن گئے۔ اس کے بعد، این آئی ایف انتظامیہ کو بہت سے مثبت جائزے ملے اور اس منصوبے نے کانگریس کے منظور کردہ بجٹ اور نظام الاوقات کو پورا کیا۔ اکتوبر 2010 میں، پروجیکٹ مینجمنٹ انسٹی ٹیوٹ نے اس پروجیکٹ کو "پروجیکٹ آف دی ایئر" کا نام دیا، جس نے این آئی ایف کو "اس بات کی ایک شاندار مثال کے طور پر پیش کیا کہ کس طرح مناسب طریقے سے لاگو پروجیکٹ مینجمنٹ ایکسی لینس اس پیمانے اور اہمیت کے پروجیکٹ کو مؤثر طریقے سے فراہم کرنے کے لیے عالمی ٹیموں کو اکٹھا کر سکتی ہے"۔ ٹیسٹ اور تعمیر کی تکمیل، مئی 2003 میں، این آئی ایف نے چار بیموں کے بنڈل پر "پہلی روشنی" حاصل کی، جس سے ایک ہی بیم لائن میں 10.4 کے جے آئی آر پلس پیدا ہوا۔ 2005 میں پہلی آٹھ بیموں نے 153 کے جے آئی آر تیار کیا، جس نے اومیگا کو سیارے کے سب سے زیادہ توانائی والے لیزر (فی پلس) کے طور پر گرادیا۔ جنوری 2007 تک ماسٹر آسکیلیٹر روم (ایم او او آر) کے تمام ایل آر یو مکمل ہو چکے تھے اور کمپیوٹر روم نصب ہو چکا تھا۔ اگست 2007 تک، 96 لیزر لائنیں مکمل اور شروع کر دی گئیں، اور "اب 2.5 میگا جول سے زیادہ کی کل اورکت توانائی کو فائر کیا گیا ہے۔ یہ اس وقت کے نووا لیزر سے 40 گنا زیادہ ہے جب یہ دنیا کا سب سے بڑا لیزر تھا۔ 2005 میں، جیسن ڈیفنس ایڈوائزری گروپ کا ایک آزاد جائزہ جو عام طور پر مثبت تھا، اس نتیجے پر پہنچا کہ "اس طرح کی پیچیدہ سرگرمی میں سائنسی اور تکنیکی چیلنجز سے پتہ چلتا ہے کہ 2010 میں اگنیشن کی ابتدائی کوششوں میں کامیابی کا امکان نہیں ہے"۔ 26 جنوری 2009 کو، حتمی لائن بدلنے والا یونٹ (ایل آر یو) نصب کیا گیا، جس کی تعمیر غیر سرکاری طور پر مکمل ہوئی۔ 26 فروری 2009 کو این آئی ایف نے تمام 192 لیزر بیموں کو ٹارگٹ چیمبر میں فائر کیا۔ 10 مارچ 2009 کو، این آئی ایف میگا جول رکاوٹ کو توڑنے والا پہلا لیزر بن گیا، جس نے 1.1 ایم جے یو وی لائٹ، جسے 3ω (تیسری ہارمونک نسل سے) کے نام سے جانا جاتا ہے، کو ایک شکل کی اگنیشن پلس میں ٹارگٹ چیمبر سینٹر تک پہنچایا۔ مرکزی لیزر نے IR کا 1.952 MJ فراہم کیا۔ آپریشنز، 2009-2012 29 مئی 2009 کو، این آئی ایف کو ایک تقریب میں وقف کیا گیا جس میں ہزاروں افراد نے شرکت کی۔ ہولرام کے ہدف پر پہلا لیزر شاٹ جون کے آخر میں فائر کیا گیا تھا۔ 28 جنوری 2010 کو، این آئی ایف نے لیزر پاور ڈیلیوری کے ریکارڈ توڑتے ہوئے سونے کے ہوہلروم میں 669 کے جے پلس کی فراہمی کی اطلاع دی، اور تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ پیدا شدہ پلازما کی طرف سے مشتبہ مداخلت فیوژن رد عمل کو بھڑکانے میں کوئی مسئلہ نہیں ہوگی۔ ٹیسٹ ہوہلریمز کے سائز کی وجہ سے، لیزر/پلازما کے تعاملات نے پلازما آپٹک گریٹنگز تیار کیں، جو چھوٹے پریزمز کی طرح کام کرتی ہیں، جس سے ہوہلریم کے اندر کیپسول پر سمیٹرک ایکس رے ڈرائیو پیدا ہوتی ہے۔ لیزر کی طول موج کو بتدریج تبدیل کرنے کے بعد، سائنس دانوں نے ایک کروی کیپسول کو یکساں طور پر کمپریس کیا اور اسے 3.3 ملین کیلون (285 ای وی) تک گرم کیا۔ کیپسول میں کریوجینک طور پر ٹھنڈی گیس موجود تھی، جو بعد میں استعمال ہونے والے ڈیوٹیریم اور ٹریٹیئم فیول کیپسول کے متبادل کے طور پر کام کرتی تھی۔ پلازما فزکس گروپ لیڈر سیگ فرائیڈ گلینزر نے کہا کہ وہ لیب میں درکار عین مطابق ایندھن کی تہوں کو برقرار رکھ سکتے ہیں، لیکن ابھی لیزر سسٹم کے اندر نہیں۔ جنوری 2010 تک، این آئی ایف 1.8 میگا جول تک پہنچ گیا۔ اس کے بعد ٹارگٹ چیمبر کو نیوٹرانوں کو روکنے کے لیے ڈھالوں سے لیس کرنے کی ضرورت تھی۔ قومی اگنیشن مہم 2010-2012 مرکزی تعمیر مکمل ہونے کے ساتھ، این آئی ایف نے اگنیشن تک پہنچنے کے لیے اپنی قومی اگنیشن مہم (این آئی سی) شروع کی۔ اس وقت، سائنس کے رسالوں میں مضامین شائع ہوئے جن میں کہا گیا تھا کہ اگنیشن قریب ہے۔ سائنٹفک امریکن نے 2010 کا ایک جائزہ مضمون اس بیان کے ساتھ کھولا "اگنیشن اب قریب ہے۔ ایک یا دو سال کے اندر۔ "پہلا تجربہ 8 اکتوبر 2010 کو 1 ایم جے سے قدرے زیادہ پر کیا گیا۔ تاہم، مسائل نے 1.4-1.5 MJ رینج میں اگنیشن سطح کی لیزر توانائیوں کی طرف ڈرائیو کو سست کردیا۔ ایک مسئلہ نظری اجزاء پر توانائی کے زیادہ ارتکاز کی وجہ سے زیادہ گرمی سے ہونے والے نقصان کا امکان تھا۔ دیگر مسائل میں ہدف کے اندر ایندھن کو پرت کرنے میں دشواری، اور کیپسول کی سطح پر منٹ کی مقدار میں دھول شامل تھی۔ طاقت کی سطح میں اضافہ ہوتا رہا اور اہداف زیادہ نفیس ہو گئے۔ پھر ٹارگٹ چیمبر میں پانی کے بخارات کی چھوٹی مقدار نمودار ہوئی اور ہوہلریم کے سروں پر کھڑکیوں پر جم گئی، جس کی وجہ سے غیر متناسب پھٹ گیا۔ اسے دونوں سروں پر شیشے کی دوسری پرت شامل کرکے حل کیا گیا، جس کے نتیجے میں طوفان کی کھڑکی بن گئی۔ ایس ایس ایم پی مواد کے تجربات کرنے کے لیے فروری سے اپریل 2011 تک شاٹس رک گئے۔ پھر، این آئی ایف کو اپ گریڈ کیا گیا، تشخیصی اور پیمائش کے آلات کو بہتر بنایا گیا۔ ایڈوانسڈ ریڈیوگرافک کیپیبلٹی (اے آر سی) سسٹم شامل کیا گیا، جو این آئی ایف کے 192 بیموں میں سے 4 کو امپلاشن سیکوینس کی امیجنگ کے لیے بیک لائٹ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ اے آر سی بنیادی طور پر ایک پیٹاواٹ کلاس لیزر ہے جس کی چوٹی طاقت کواڈریلین (1015) واٹ سے زیادہ ہے۔ یہ روشن، زیادہ گھسنے والی، اعلی توانائی کی ایکس کرنیں پیدا کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اے آر سی دنیا کا سب سے زیادہ توانائی والا شارٹ پلس لیزر بن گیا، جو 50-100 کے وی کی حد میں توانا ایکس رے پیدا کرنے کے لیے پیکو سیکنڈ دورانیے کا لیزر پلس بنانے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ این آئی سی مئی 2011 میں دوبارہ شروع ہوا جس کا مقصد فیوژن کے ہدف کو کمپریس کرنے والی چار لیزر شاک لہروں کو زیادہ درست طریقے سے ٹائمنگ کرنا تھا۔ جنوری 2012 میں، این آئی ایف کے لیزر فیوژن انرجی پروگرام کے ڈائریکٹر مائیک ڈن نے پیش گوئی کی کہ اکتوبر تک این آئی ایف میں اگنیشن حاصل ہو جائے گا۔ اسی مہینے میں، این آئی ایف نے ریکارڈ اعلی 57 گولیاں چلائیں۔ 15 مارچ کو این آئی ایف نے 411 ٹی ڈبلیو چوٹی طاقت کے ساتھ لیزر پلس تیار کیا۔ 5 جولائی کو اس نے 1.85 ایم جے کی چھوٹی نبض پیدا کی اور 500 ٹی ڈبلیو کی طاقت میں اضافہ کیا۔ ڈی او ای رپورٹ، 19 جولائی 2012 این آئی سی کا وقتا فوقتا جائزہ لیا گیا۔ چھٹا جائزہ، 19 جولائی 2012 کو شائع ہوا۔ رپورٹ میں تنصیب کے معیار کی تعریف کی گئی: لیزرز، آپٹکس، اہداف، تشخیص، اور آپریشن۔ تاہم: تاہم، تجربے کی اس وسیع مدت پر مبنی مربوط نتیجہ یہ ہے کہ اگنیشن یا غیر واضح الفا ہیٹنگ کے مشاہدے کے مقصد تک پہنچنے کے لیے کافی رکاوٹوں پر قابو پانا ضروری ہے۔ درحقیقت مبصرین نے نوٹ کیا کہ موجودہ 'نیم تجرباتی' نقطہ نظر کے ساتھ نامعلوم افراد کو دیکھتے ہوئے، دسمبر کے اختتام سے پہلے اگنیشن کا امکان انتہائی کم ہے اور یہاں تک کہ غیر واضح الفا ہیٹنگ کا مظاہرہ کرنے کا ہدف بھی مشکل ہے۔ مزید برآں، رپورٹ میں گہرے خدشات کا اظہار کیا گیا کہ مشاہدہ شدہ کارکردگی اور تخروپن کوڈز کے درمیان فرق کا مطلب یہ ہے کہ موجودہ کوڈز محدود افادیت کے تھے۔ خاص طور پر، انہوں نے کیپسول تک تابکاری ڈرائیو کی پیش گوئی کرنے کی صلاحیت کی کمی اور ناکافی طور پر لیزر-پلازما تعاملات کا نمونہ پایا۔ دباؤ اگنیشن کے لیے درکار دباؤ کے صرف آدھے سے ایک تہائی تک پہنچ رہا تھا، جو پیش گوئی شدہ اقدار سے بہت کم تھا۔ میمو میں ابلیٹر کے مواد اور کیپسول ایندھن کے اختلاط پر تبادلہ خیال کیا گیا جو ممکنہ طور پر ابلیٹر کی بیرونی سطح میں ہائیڈرو ڈائنامکس کی عدم استحکام کی وجہ سے ہے۔ رپورٹ میں ایک موٹا ابلیٹر استعمال کرنے کی تجویز دی گئی، حالانکہ اس سے اس کی جمود میں اضافہ ہوگا۔ مطلوبہ پھٹنے کی رفتار کو برقرار رکھنے کے لیے، انہوں نے تجویز پیش کی کہ این آئی ایف توانائی کو 2 ایم جے تک بڑھایا جائے۔ اس نے سوال کیا کہ آیا مکس کی حد سے بچنے اور اگنیشن تک پہنچنے کے لیے کافی بڑی کیپسول کو کمپریس کرنے کے لیے توانائی کافی ہے یا نہیں۔ رپورٹ میں یہ نتیجہ اخذ کیا گیا کہ کیلنڈر سال 2012 کے اندر اگنیشن کا 'انتہائی امکان نہیں' تھا۔ این آئی سی باضابطہ طور پر 30 ستمبر 2012 کو ختم ہوا۔ میڈیا رپورٹس نے تجویز کیا کہ این آئی ایف اپنی توجہ مواد کی تحقیق کی طرف منتقل کرے گا۔ 2008 میں، ایل ایل این ایل نے لیزر انیرٹیل فیوژن انرجی پروگرام (لائف) کا آغاز کیا، تاکہ تجارتی پاور پلانٹ کے ڈیزائن کی بنیاد کے طور پر این آئی ایف ٹیکنالوجیز کو استعمال کرنے کے طریقے تلاش کیے جا سکیں۔ خالص فیوژن ڈیوائسز پر توجہ مرکوز کی گئی، جس میں ایسی ٹیکنالوجیز کو شامل کیا گیا جو این آئی ایف کے متوازی تیار کی گئیں جو ڈیزائن کی کارکردگی کو بہت بہتر بنائیں گی۔ اپریل 2014 میں زندگی ختم ہو گئی۔ فیول گین بریک ایون، 2013 27 ستمبر 2013 کو ایک این آئی ایف فیوژن شاٹ نے ڈیوٹیریم-ٹریٹیم ایندھن کے ذریعے جذب ہونے والی توانائی سے زیادہ توانائی پیدا کی۔ اسے "سائنسی بریک ایون" تک پہنچنے کے ساتھ الجھایا گیا ہے، جس کی تعریف لیزر ان پٹ توانائی سے زیادہ فیوژن توانائی کے طور پر کی گئی ہے۔ اس تعریف کا استعمال کرتے ہوئے 14.4 کے جے آؤٹ اور 1.8 ایم جے ان دیتا ہے، جو کہ 0.008 کا تناسب ہے۔ ذخیرے کے تجربات، 2013-2015 2013 میں، NIF نے مواد اور ہتھیاروں کی تحقیق پر توجہ مرکوز کی۔ مالی سال 2015 میں شروع ہونے والے تجربات میں پلوٹونیم کے اہداف کا استعمال کیا گیا۔ پلوٹونیم شاٹس ہائی دھماکہ خیز مواد کے ذریعہ جوہری بم میں پرائمری کے دباؤ کی تقلید کرتے ہیں، جس نے سی این ٹی بی کے اثر میں آنے کے بعد سے براہ راست جانچ نہیں دیکھی تھی۔ پلوٹونیم کا استعمال ایک ملیگرام سے کم سے لے کر 10 ملیگرام تک تھا۔ مالی سال 2014 میں، این آئی ایف نے 191 شاٹس انجام دیے، جو ہر دو دن میں ایک سے قدرے زیادہ تھے۔ اپریل 2015 تک این آئی ایف مالی سال 2015 میں 300 لیزر شاٹس کے اپنے ہدف کو پورا کرنے کی راہ پر گامزن تھا۔ 28 جنوری، 2016 کو، این آئی ایف نے اپنے پہلے گیس پائپ کے تجربے کو کامیابی کے ساتھ انجام دیا جس کا مقصد ہائی گین میگنیٹائزڈ لائنر انٹریئل فیوژن (میگ ایل آئی ایف) سے متعلق طویل اہداف کے اندر لیزر لائٹ کی بڑی مقدار کے جذب کا مطالعہ کرنا تھا۔ ہائی گین میگ ایل آئی ایف ٹارگٹ ڈیزائن کے لیے پورے پیمانے پر لیزر انرجی جوڑے کے پھیلاؤ، استحکام اور کارکردگی کے کلیدی پہلوؤں کی تحقیقات کے لیے، این آئی ایف کا ایک واحد کواڈ 13 نینو سیکنڈ کی شکل کی نبض کے دوران ہدف تک 30 کے جے توانائی پہنچانے کے لیے استعمال کیا گیا۔ ڈیٹا ریٹرن سازگار تھا۔ 2018 میں، 1.9 × 1016 نیوٹرون کی پیداوار کے ساتھ ایک شاٹ میں کمپریشن کی عدم توازن کو کنٹرول کرنے میں بہتری کا مظاہرہ کیا گیا، جس کے نتیجے میں 1.5 ایم جے لیزر پلس کے ذریعے 0.054 ایم جے فیوژن انرجی جاری کی گئی۔ جلتا ہوا پلازما حاصل کیا گیا، 2021 8 اگست 2021 کو ایک تجربے سے دنیا کا پہلا جلتا ہوا پلازما حاصل ہوا۔ پیداوار کا تخمینہ لیزر ان پٹ توانائی کا 70 فیصد تھا۔ اس نے ایک سیکنڈ کے تقریبا 100 کھربویں حصے کے قلیل مدتی سلسلہ وار رد عمل کے مطابق اضافی نیوٹرون پیدا کیے۔ لیزر پھٹنے سے پیدا ہونے والے ثانوی ایکس رے کے جذب کو بڑھانے کے لیے کیپسول شیل کے مواد کو ہیرے میں تبدیل کر دیا گیا، اس طرح گرنے کی افادیت میں اضافہ ہوا، اور اس کی سطح کو مزید ہموار کیا گیا۔ ایندھن انجکشن کرنے کے لیے استعمال ہونے والے کیپسول میں سوراخ کا سائز کم کر دیا گیا۔ توانائی کے نقصان کو کم کرنے کے لیے کیپسول کے ارد گرد سونے کے سلنڈر میں سوراخ سکڑ گئے تھے۔ لیزر پلس کو بڑھایا گیا۔ اس نتیجے نے 1997 میں جے ای ٹی ٹورس کے قائم کردہ 67 فیصد کے سابقہ ریکارڈ کو قدرے پیچھے چھوڑ دیا۔ یہ اعداد پلازما تک پہنچنے والی توانائی کی مقدار کے مقابلے فیوژن سے پیدا ہونے والی توانائی کا تناسب ہیں۔ یہ پاور آؤٹ کرنے کی مجموعی طاقت کی طرح نہیں ہے۔ اس تجربے میں ~ 477 ایم جے برقی توانائی کا استعمال کیا گیا تاکہ ~ 1.8 ایم جے توانائی کو ہدف میں شامل کرکے ~ 1.3 ایم جے فیوژن توانائی پیدا کی جا سکے۔ عین ایک سال بعد، 8 اگست 2022 کو، اصل تجربے میں لاسن معیار کے تحت پلازما کے اگنیشن کی تصدیق کرنے والے تین نئے مطالعات شائع ہوئے۔ سائنسی بریک ایون حاصل کیا گیا، 2022 این آئی ایف 5 دسمبر 2022 کو سائنسی بریک ایون حاصل کرنے والا پہلا فیوژن تجربہ بن گیا، جس میں تقریبا 1.5 کی توانائی کے حصول کے لیے لیزر لائٹ کے 2.05 میگا جول ان پٹ سے 3.15 میگا جول توانائی پیدا کرنے کا تجربہ کیا گیا۔ لیزر کو چارج کرنے میں "400 میگا جول سے زیادہ" کی کھپت ہوتی ہے۔ 13 دسمبر کو ایک عوامی اعلان میں، سکریٹری برائے توانائی جینیفر گرینہولم نے اعلان کیا کہ اس سہولت نے اگنیشن حاصل کر لیا ہے۔ اس کارنامے کے لیے ایندھن کے ارد گرد قدرے موٹی اور ہموار کیپسول اور 2.05 ایم جے لیزر (2021 میں 1.9 ایم جے سے اوپر) کے استعمال کی ضرورت تھی، جس سے 3.88 ایم جے، 89 فیصد سرپلس حاصل ہوا۔ انہوں نے اسپلٹ لیزر بیموں کے درمیان توانائی کو دوبارہ تقسیم کیا، جس سے زیادہ ہم آہنگ (کروی) پھٹنا پیدا ہوا۔ این آئی ایف نے 30 جولائی 2023 کو دوسری بار بریک ایون حاصل کیا۔ تیسرا بریک ایون شاٹ ستمبر 2023 میں حاصل کیا گیا تھا۔ لارنس لیورمور نے اپ گریڈ شدہ آپٹکس اور لیزرز کے ذریعے لیزر توانائی کو 2.2 ایم جے فی شاٹ تک بڑھانے کا بھی منصوبہ بنایا۔ اسی طرح کے کچھ تجرباتی آئی سی ایف پروجیکٹس یہ ہیں: لیزر میگاجول (ایل ایم جے) نائکی لیزر ہائی پاور لیزر انرجی ریسرچ فیسلٹی (ایچ آئی پی ای آر) لیبارٹری فار لیزر اینرجیٹکس (ایل ایل ای) میگنیٹائزڈ لائنر انیرٹیل فیوژن (میگ ایل آئی ایف) شینگوانگ-II ہائی پاور لیزر پکچرز مقبول ثقافت میں این آئی ایف کو 2013 کی فلم اسٹار ٹریک انٹو ڈارکنیس میں اسٹارشپ انٹرپرائز کے وارپ کور کے سیٹ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ یہ بھی دیکھیں چین ری ایکشن ہائپر انٹریئل کنفینمنٹ فیوژن آئی ٹی ای آر لیزر میگاجول نیوکلیئر فیوژن نیوکلیئر ری ایکٹر نوٹ حوالہ جات بیرونی روابط نیوکلیئر ریسرچ انسٹی ٹیوٹ لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری لیبارٹریز ان کیلیفورنیا ریسرچ انسٹی ٹیوٹ ان دی سان فرانسسکو بے ایریا یونائیٹڈ سٹیٹس ڈیپارٹمنٹ آف انرجی فیسلٹیز انجینئرنگ پروجیکٹس انٹریئل کنفینمنٹ فیوژن ریسرچ لیزرز نیوکلیئر اسٹاکپائل اسٹیورڈشپ ویڈیو کلپس پر مشتمل مضامین