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创业公司将通过聚合氢原子核和硼,首次实现无损耗核聚 
信息来源:管理员 发布时间:2018-01-10 18:19:33

   自核聚变出现伊始,太阳就扮演着终极原型的角色。毕竟,它是离我们最近的、连续运转的大型核聚变反应堆。那么我们为何不复制这最佳的核聚变方法呢?因此托卡马克装置、仿星器和激光点火装置都致力于创造类似于微型太阳核心的高压和高温等离子体。

  这些系统面临的最大挑战之一,是实现聚变等离子体燃料所需的严密控制。但新泽西一家核聚变创业公司却采取了不同的策略:“引导等离子体的不稳定性,而不要与之对抗。”总部位于新泽西州米德尔塞克斯县的LPPFusion公司总裁兼首席科学家埃里克•勒纳(Eric
Lerner)如是说。

  LPPFusion正在开发一种稠密等离子体聚焦(DPF)设备。它由一个厚而中空的中心阳极组成,周围环绕着一圈形状和大小皆似蜡烛的阴极。实际上,整个设备看起来就像一个大烛台。

  它的工作原理如下:设备置于一个充满气体的腔室中,这些气体在低压环境下等待聚变,而一些外部电容器向电极下方发出电脉冲,在气体中形成等离子体。在百万分之一秒内,电脉冲达到电极的顶部,自然的不稳定性便产生了等离子体细丝。电流脉冲达到电极的末端,细丝在阴极口附近组合和瓦解,从而产生等离子体微型球,称为等离子粒团。等离子粒团更加不稳定,进而产生电子束,将等离子粒团加热到聚变所需的温度。

  在一篇提交到《等离子体物理学》期刊的论文中,勒纳及其合著者称已经制造出2000电子伏特的有限离子平均能量,这相当于20多亿开尔文的温度。勒纳表示:“据我们所知,这创下了聚变等离子体的纪录。”

  无论纪录是否被打破,勒纳现在都在与投资者和公众分享公司的成果。

  勒纳说:“在每单位能源摄入能够输出多少能量这一关键指标测量中,我们的实验位列全球第二,而且仅落后英国欧洲联合环(JET)实验1/3,而后者所拥有的资源是我们的近千倍。就每单位美元的成果而言,毋庸置疑,我们才是第一。”

  LPPFusion希望通过聚合氢原子核(1个质子,无中子)和硼(5个质子,6个中子),突破性地首次实现无损耗核聚变。与很多将氢的同位素聚合在一起的大型类太阳核聚变项目,如JET、国家点火设施和国际热核聚变实验反应堆(ITER)等不同,质子-硼聚变不生成中子,因此其初级反应不存在放射性。质子-硼聚变的缺点是,相比聚合氘和氚,它要求更高的温度和更大的密度。

  这就是勒纳的成果之所以重要的原因。质子-硼聚变领域的一个竞争对手是由微软联合创始人保罗•艾伦支持的Tri-Alpha
Energy公司。该公司位于加州福特希尔兰奇,最近因与谷歌合作而备受关注。今年夏天谷歌推出了基于人工智能的全新聚变算法。

  澳大利亚新南威尔士大学物理学名誉教授海因里奇•霍拉(Heinrich
Hora)表示,Tri-Alpha的合作者知名度可能更高,但LPPFusion的研究成果更胜一筹。

  霍拉说:“相比Tri-Alpha,埃里克•勒纳的工作可能更具前景,因为(LPPFusion)密度更大。这是我支持埃里克•勒纳的一个原因。”

  现在,为了升级其DPF反应堆,LPPFusion发起了一场新的众筹活动,以期明年能将质子和硼聚合。(LPPFusion目前所取得的成果涉及氘等离子体)。无论最终脱颖而出的是Tri-Alpha、LPPFusion还是其他公司,质子-硼平衡的竞赛都告诉我们,即便没有太阳,我们依然有希望实现聚变。


 
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