各種核融合技術等待著全新想法或更好概念的突破

WBOY
發布: 2024-08-16 06:39:11
原創
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Various techniques for nuclear fusion await breakthrough with radically new ideas or better concepts

最初發表於《等離子體物理學》,馬克斯·普朗克學會簡要概括了各種核融合系統的現狀。當然,在這種情況下最有趣的是所謂的三重乘積,它表示可用原子核的密度、它們的溫度以及穩定狀態的持續時間(作為這些值的乘積)。

如果結果夠高,則相應技術就超過了正能量平衡的閾值。這意味著釋放的能量比輸入的能量多。這正是2021年雷射聚變首次實現的目標。美國研究設施「國家點火設施」向金屬球體發射雷射。

這樣觸發的X射線將內部的氫氣加熱到所需的溫度。同時,封閉系統內的壓力大幅增加,加速了核融合。最終,熱能超過了所需的雷射能量。

更進一步,也可以直接向球體射擊直至其內爆,但無需額外的 X 射線。然而,這還不是很可靠。不幸的是,每次都必須插入一個新的球體。這種方法無法實現發電廠所需的連續運作。

能量平衡符合現實

然而,從理論上講,託卡馬克 - 一種內部有等離子體循環的巨大電磁體,通過外部輻射和內部加熱加熱到一定溫度 - 能夠精確地實現這種連續運行。然而,能源需求如此巨大,以至於即使是仍在建設中的第一個功能齊全的核融合反應器 ITER 也無法發電 - 相反。

不過,該技術已經成熟,已經研究了幾十年,如果達到能源盈餘,適合商業發電廠。這並不意味著另一個概念仍然無法超越經過考驗的想法。例如,計劃在託卡馬克裝置中產生額外的壓力。這將顯著降低所需的溫度,這意味著該原理至少是可行的。此三重產品對應於日本中區的JT-60U託卡馬克裝置。這意味著,所需的能量是可產生的能量的十倍。

其他想法旨在利用衝擊能來導致壓力和溫度突然升高。牛津大學的衍生計畫「第一光聚變」正在發射一個充滿氫氣的太空艙。觸發的衝擊波旨在產生必要的壓力,為核融合創造更好的條件。然而,這裡只明確了基本思想,實現仍然模糊。

在TAE和Helion公司,兩個已經轉化為等離子體的資料包以最大速度射入磁場並直接相互碰撞。然而,到目前為止,你必須向這個系統投入比你收回的能量多一千倍的能量。

像太陽核心的情況:有很多想法,研究將繼續,因為仍然遙遠的目標還太遠。誘人.

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來源:notebookcheck.net
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