The Spacetime Metric
Sekcja 2Inżynieria fuzjiTeraz na stole laboratoryjnym

Paliwo aneutroniczne i kompaktowe maszyny, do których pasuje

Uniwersytet do laboratorium narodowego. · 2 min czytania

Co proponuje

Spalaj proton i bor-11 zamiast deuteru i trytu. Reakcja daje trzy jądra helu i 8,7 miliona elektronowoltów bez żadnych neutronów w głównym kanale, więc produkty wracają jako naładowane cząstki, które można zamienić wprost na prąd, zamiast neutronów, przed którymi trzeba się osłaniać i których szkody ograniczają żywotność maszyny. Paliwo aneutroniczne zmienia też, jaki rozmiar maszyny ma sens — mały, czysty i szybki w iteracji, zamiast skali gigawatowej.

Dla kogo jestInżynierowie plazmyProjektanci elektroniki mocyKonstruktorzy detektorów

Dlaczego biblioteka to podpowiada

TAE Technologies i japoński National Institute for Fusion Science wytworzyły pierwszą fuzję proton-bor-11 wewnątrz plazmy uwięzionej magnetycznie, wsypując proszek boru na brzeg Large Helical Device i wystrzeliwując trzy wiązki wodoru 2 MW przy 160 kilowoltach; detektor krzemowy poza bezpośrednią linią widzenia plazmy zliczył około 150 000 produktów fuzji na sekundę przy obecności boru i poniżej tysiąca bez niego (First measurements of p11B fusion in a magnetically confined plasma, 2023). Ich własny wniosek nazywa dźwignię, na której zależy tej stronie: tempo można podnieść, inżynierując rozkład cząstek, a nie tylko podnosząc temperaturę. Gęste ognisko plazmowe LPPFusion raportuje średnią uwięzioną energię jonów 240 kiloelektronowoltów — w zakresie, jakiego potrzebuje proton-bor-11 — z plazmoidu o szerokości zaledwie dziesiątek mikrometrów, trzymającego dużą część całej energii maszyny, przy czym produkty wyłaniają się jako wiązka jonów w jedną stronę i wiązka elektronów w drugą, więc prąd jest indukowany wprost w cewce (Focus Fusion: Overview of Progress Towards p-B11 Fusion with the Dense Plasma Focus, 2023). Zlecenie robocze dla pierwszych strzałów dekaboranem, z już zainstalowanymi przyrządami, to Preparations for pB11 tests in the FF-2B dense plasma focus (2024). Po stronie kompaktowej, konfiguracja z odwróconym polem z Princeton trzyma swoją plazmę wewnątrz zamkniętych linii pola, które plazma w dużej mierze tworzy sama dla siebie, w rurze cztery do ośmiu metrów długości, podgrzewanej wirującym polem magnetycznym o nieparzystej parzystości; PFRC-2 podgrzało elektrony powyżej 500 elektronowoltów i utrzymało plazmy przez 300 milisekund (The Princeton Field-Reversed Configuration for Compact Nuclear Fusion Power Plants, 2023), a Samuel Cohen przedstawia sprawę dla całej tej klasy rozmiaru komisji, która ustala priorytety dekady, w FESAC Decadal Study: Clean, multi-purpose fusion power from small field-reversed configuration reactors (2024).

Eksperyment albo budowa

Bliski szczebel to konwersja bezpośrednia, nie zapłon. Weź istniejącą maszynę, która wytwarza naładowane produkty fuzji przy jakimkolwiek tempie, i uzbrój w przyrządy samo zbieranie: umieść cewkę albo zestaw spolaryzowanych siatek na drodze produktów i zmierz energię elektryczną odzyskaną na zdarzenie fuzji. Pomiarem rozstrzygającym są dżule energii elektrycznej wyjściowej na dżul energii produktów fuzji, na prawdziwej maszynie, z wydajnością zbierania podaną osobno od uzysku fuzji. Ta liczba jest całym argumentem ekonomicznym za paliwem aneutronicznym i niemal nigdy nie jest publikowana.

Na jakim jest etapie

Teraz na stole laboratoryjnym — proton-bor-11 wytworzono w plazmie uwięzionej magnetycznie i w akceleratorze, kompaktowe maszyny istnieją jako sprzęt, a żadna maszyna aneutroniczna nigdzie nie osiągnęła zysku netto.

Podejmij tę kartę

Pomiar, który rozstrzyga
Pomiarem rozstrzygającym są dżule energii elektrycznej wyjściowej na dżul energii produktów fuzji, na prawdziwej maszynie, z wydajnością zbierania podaną osobno od uzysku fuzji.
Ile kosztuje start
Uniwersytet do laboratorium narodowego.
Inżynier, którego kształtuje
Problem konwersji bezpośredniej w szczególności jest problemem inżynierii elektrycznej ukrytym wewnątrz dziedziny fizyki plazmy.

Na czym się opiera

Gdzie leży w programie

Maszyny fuzyjne: pinche, ogniska plazmowe i napędy inercyjnePlazmoidy, klastry ładunku i orbyDokumenty źródłowe i zapis instytucjonalny