天天速看：磁約束方式實(shí)現(xiàn)氫硼聚變，有望催生更清潔的反應(yīng)堆

【資料圖】

實(shí)驗(yàn)示意圖。圖片來源：TEA技術(shù)公司

日本國家聚變科學(xué)研究所和美國TAE技術(shù)公司攜手，首次在磁約束聚變等離子體中實(shí)現(xiàn)了氫—硼聚變實(shí)驗(yàn)。研究團(tuán)隊表示，盡管最新試驗(yàn)沒有產(chǎn)生凈能量增益，但它證明了無中子核聚變的可行性，使制造更清潔的聚變反應(yīng)堆成為可能。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《自然·通訊》雜志。

目前，全球有多個團(tuán)隊正力圖實(shí)現(xiàn)可控核聚變。可控核聚變主要的方式大概有3種：引力約束、慣性約束和磁約束，目前占據(jù)主流的托卡馬克裝置屬于磁約束，主要利用氫的同位素氘—氚作為聚變?nèi)剂稀?/p>

在最新研究中，科學(xué)家們在日本國家聚變科學(xué)研究所的大型螺旋裝置中進(jìn)行了氫—硼核聚變，并借助TAE開發(fā)的探測器，測量出了反應(yīng)產(chǎn)物：氦核(α粒子)。TAE公司認(rèn)為氫—硼是最清潔、最具成本競爭力的聚變?nèi)剂?，因?yàn)樗粌H原料豐富，而且“實(shí)現(xiàn)了更清潔的聚變反應(yīng)堆的概念，反應(yīng)產(chǎn)物僅三個α粒子?！?/p>

研究團(tuán)隊指出，他們設(shè)計的緊湊型線性裝置使用了先進(jìn)的加速器束驅(qū)動場反位形(FRC)。FRC是通用的，可適應(yīng)所有目前可用的聚變?nèi)剂?，包括氫—硼、氘—氚和氘—氦?等。TAE公司首席執(zhí)行官邁克爾·本德鮑爾表示：“這項實(shí)驗(yàn)為我們提供了大量數(shù)據(jù)，表明氫—硼在實(shí)用規(guī)模的聚變能中應(yīng)占有一席之地。”

TAE公司目前也在研制一個易于維護(hù)的模塊化裝置。該裝置占地緊湊，并有可能利用一種更高效的磁約束方法。與托卡馬克裝置相比，新方法將獲得高達(dá)100倍的功率輸出。

研究團(tuán)隊指出，最新研究沒有產(chǎn)生凈能量增益，但它證明了無中子核聚變的可行性及氫—硼核聚變反應(yīng)的潛力。盡管制造氫—硼聚變堆芯的挑戰(zhàn)比氘—氚更大，但反應(yīng)堆的工程設(shè)計將簡單得多。TAE預(yù)計將在2025年左右在其下一個反應(yīng)堆“哥白尼”上演示凈能量增益，本世紀(jì)30年代將建成第一座氫—硼聚變發(fā)電廠并連接到電網(wǎng)。

關(guān)鍵詞： 反應(yīng)產(chǎn)物 技術(shù)公司 托卡馬克 聚變反應(yīng)堆 線性裝置