National Ignition Facility (NIF), laserbasiertes Fusionsforschungsgerät, befindet sich im Lawrence Livermore National Laboratory in Livermore, Kalifornien, USA. Ein Hauptziel des Geräts ist die Schaffung einer sich selbst erneuernden oder energieerzeugenden Fusionsreaktion für das erstes Mal. Wenn dies erfolgreich ist, kann dies die Machbarkeit von laserbasierten Fusionsreaktoren demonstrieren, eine Möglichkeit für Astrophysiker, Sternenexperimente durchzuführen und es Physikern zu ermöglichen, Atomwaffen besser zu verstehen und zu testen.
Das 1994 erstmals vorgeschlagene Gerät mit Kosten von 1,2 Milliarden US-Dollar und einer geschätzten Fertigstellungszeit von acht Jahren wurde erst 1997 zugelassen, und sein Bau war mit Problemen und Kostenüberschreitungen behaftet. Als die 192 verwendeten Laser im Februar 2009 zum ersten Mal gemeinsam getestet wurden, war der Preis auf 3,5 Milliarden US-Dollar gestiegen. Der Bau des NIF wurde am 31. März 2009 vom US-Energieministerium als abgeschlossen zertifiziert und am 29. Mai 2009 offiziell eingeweiht. Der Beginn der Fusionszündungsexperimente war für 2010 geplant. Die Leistung des Geräts wird voraussichtlich 700 bis 1.000 betragen Experimente pro Jahr für die folgenden 30 Jahre.
Die im NIF verwendeten Laserstrahlen starten von einem Master-Oszillator als einzelner niederenergetischer (Infrarot-) Laserpuls mit einer Dauer von 100 Billionen bis 25 Milliardstel Sekunden. Dieser Strahl ist in 48 neue Strahlen aufgeteilt, die durch einzelne optische Fasern zu leistungsstarken Vorverstärkern geleitet werden, die die Energie jedes Strahls um einen Faktor von etwa 10 Milliarden steigern. Jeder dieser 48 Strahlen wird dann in 4 neue Strahlen aufgeteilt, die den 192 Hauptlaserverstärkersystemen zugeführt werden. Jeder Strahl wird durch spezielle Glasverstärker und einstellbare Spiegel hin und her geleitet. Dabei werden die Strahlen um das weitere 15.000-fache verstärkt und ihre Wellenlänge auf ultraviolettes Licht verschoben, wenn sie fast 100 km Glasfaserkabel durchqueren. Schließlich werden die 192 Strahlen zu einer vakuumnahen Zielkammer mit einem Durchmesser von 10 Metern (33 Fuß) geschickt, wo jeder Strahl etwa 20.000 Joule Energie an ein kleines Pellet aus Deuterium und Tritium (Wasserstoffisotope mit zusätzlichen Neutronen) liefert, das sich an der befindet Kammerzentrum. Die Strahlen müssen am kugelförmigen Pellet, das nur einen Durchmesser von etwa 2 mm (etwa 0,0787 Zoll) hat und innerhalb weniger Grad des absoluten Nullpunkts (–273,15 ° C oder –459,67 ° C) innerhalb weniger Billionstelsekunden voneinander konvergieren ° F). Richtig abgestimmt liefern die Strahlen mehr als 4.000.000 Joule Energie, die das Pellet auf etwa 100.000.000 ° C (180.000.000 ° F) erwärmen und eine Kernreaktion auslösen.
