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核聚变作为一种实用能源最有希望的途径是什么?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-10-23 10:23:32

50多年前,人类通过常青藤-迈克核试验,从裂变火花塞和DD聚变反应产生纯氘产生聚变能,从而掌握了从聚变产生能量的实用方法。目前存在一种实用的纯聚变技术,可以有效地根据需求生产大量工业上意义重大的聚变能源——我们只是没有选择采取完成开发所需的小步骤,然后将其用于商业用途。在液体(或固体)氘-氚(DT)中点燃一个惯性约束的热核聚变反应所需的能量不是那么大;它是在不超过20兆焦耳或大约相同的化学能储存在大约2.5杯汽车汽油亚克的DT聚变燃料样品。

问题是,这种能量必须在空间(聚焦到小于2毫米的区域)和时间(小于3纳秒)中被压缩。

我认为如果融合的目的是介绍一种实用的形式在最短的时间内(10年或更少的商业版本),那么最好是适应目前裂变融合技术,其实历史上这是第一次尝试工作(然后没有工作领域)的纯核聚变反应堆,而不是继续努力改进磁约束聚变装置,这些装置在历史上从未工作过,甚至在长达60年的投入实验中也从未产生过净能量。为了避免过多的争议,我想指出,迄今为止,裂变-聚变是唯一实用的聚变技术;一种我们通常不会考虑的技术(可能主要是因为它的军事起源)。

在60年的时间里,所有现有的MCF聚变系统从未工作过(从这个意义上说,它们从聚变产生的能量还没有超过将聚变等离子体带到聚变条件所需的能量)。值得记住的是,常青藤-迈克聚变技术在1952年第一次尝试时就成功了。麦克技术是美国武器库中第一批热核武器的基础。采用Mike技术成为纯混合DT-DD融合,在经济发电中开辟了许多新的应用。

Mike核聚变技术在第一次尝试时就成功了,并产生了大量的净能量(Qe>=1.2 x 10^13或12万亿),在内华达州试验场的800多个地下试验中从未失败过。惯性约束聚变今天是驾驶员有限的。

在实验上还不可能建立一个足够大的激光器(或离子粒子加速器)来产生DT聚变点火。为了确定纯ICF核聚变的可行性,在美国冷战地下核试验的最后几年(1977 - 1988年),LANL和LLNL都设计了一系列名为Halite-Centurion的试验。Halite-Centurion系列镜头是融合相关的镜头,加上已经在计划中的镜头。这些子弹的设计目的是利用从试验性核装置的初级装置产生的x射线的一小部分,通过视线到距离地下试验性试验筒一些距离的远程核聚变实验装置。激光和离子束融合有司机,如当时无法提供所需的驱动能量产生聚变点火,但从一个远程x射线引发裂变装置可以提供所需的驱动能量(> 20倍木星质量能量传递到现货约2毫米的时间不到3纳秒)。

惯性约束聚变是唯一一种已经在实际现场实验中被证明有效的聚变形式(不仅仅是在计算机模拟中),并且实际上产生了能量增益的聚变能量。在最后几年的地下核试验中,LANL和LLNL都设计了一系列名为Halite-Centurion的测试。Halite-Centurion系列镜头是融合相关的镜头,附加在已经在计划中的dod - dod镜头上。这些子弹的设计是利用实验装置的初级装置产生的x射线的一小部分,通过视线点燃地下实验测试筒中距离很远的一个远程核聚变实验。

一旦分类Halite-Centurion测试子弹实验证明,小的DT填充球可以点燃,并带来充分的聚变点火使用强烈的x射线束产生的初级实验裂变装置。

在冷战的最后十年,ICF聚变被LANL和LLNL的现场测试部门实验证明是有效的。如果聚变驱动器的设计充分类似于在Halite-Centurion实验中使用的x射线驱动器的特性和性能,毫无疑问,完全纯聚变点火与聚变能量增益将在实际中实现。

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而我们建立更大和更昂贵的MCF聚变实验,如托卡马克和恒星,同时试图实现收支平衡的能源发电,为什么不回到这个领域,采用已经被证实的惯性约束聚变技术,以纯聚变的方式运行,避免使用裂变原核?为什么不适应和修改ICF融合技术,从未失败的领域而不是所有当前融合资金陷入磁约束聚变的方法在世界各地的数以百计的MCF融合设备和成千上万的照片一直未能即使生产盈亏平衡融合能量?

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