磁化內襯慣性核聚變
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磁化內襯慣性核聚變（英語：Magnetized Liner Inertial Fusion, MagLIF），是一種產生能量的方法，該方法用100納秒的電脈衝產生強烈的Z-pinch磁場，向內壓碎裝有燃料的圓柱形金屬襯管（空腔）。電流通過這個金屬管。金屬管內爆之前，裏面的聚變燃料（如氘-氚）被激光預熱，並且這些燃料被包在一個磁場裏。桑迪亞國家實驗室正在利用Z脈衝功率設施（Z機）產生的能量來探索這種方法的可能性。
磁化內襯慣性核聚變既具有慣性約束聚變（使用激光和脈衝壓縮）的特性，也有磁約束聚變（利用強力磁場約束等離子體並抑制熱傳導）的特性。發表於2012年的LASNEX電腦程式模擬的結果是，設施電流達到70兆安時，就能夠產生所消耗能量1,000倍的能量，這是一個很壯觀的前景。而60兆安的設施則會產生100倍的收益。桑迪亞國家實驗室目前的實驗設施，即Z脈衝功率設施（Z機），可達到27兆安電流，這可產生稍多於盈虧平衡點的能量，同時還可以驗證計算機模擬的結論。[1]Z機器在2013年11月進行了磁化內襯慣性聚變實驗，預期2018年使用氘-氚燃料達到盈虧平衡。[2]
桑迪亞實驗室計劃完成以下實驗後繼續做點火實驗：[3]
- 大量能量輸入時襯管不至於過快破裂。最新實驗已明顯證實了這一點。這種障礙是磁化內襯慣性核聚變初始設想最為關注的問題。
- 激光預熱能夠正確地加熱燃料——由2012年12月開始的實驗確認這一點。
- 磁場由位於空腔上下的一對線圈產生，用來約束預熱過的燃料，更重要的是抑制熱傳導，防止目標靶過早變形。
完成這些實驗後，2013年11月開始集成實驗。實驗得到了1010個高能中子，這可以與國家點火裝置（NIF）在大約同樣長時段內得到的1016個高能中子做對比。[2]預期在2018年達到使用氚-氘燃料能量平衡的實驗目標。[4]
截至2013年11月，桑迪亞國家實驗室該設施已達到以下性能：
- 10忒斯拉磁場
- 2千焦耳激光
- 16兆安電流
- 氘-氘燃料
為了實現科學上的盈虧平衡，該設施正在做為期5年的升級，目標是：
- 30忒斯拉磁場
- 8千焦耳激光
- 27兆安電流
- 氘-氚燃料處理
參閱[編輯]
參考來源[編輯]
- ^ Slutz, Stephen; Roger A. Vesey. High-Gain Magnetized Inertial Fusion. Physical Review Letters. 12 January 2012, 108 (2) [11 April 2012]. Bibcode:2012PhRvL.108b5003S. doi:10.1103/PhysRevLett.108.025003.
- ^ 2.0 2.1 Gibbs WW. Triple-threat method sparks hope for fusion. Nature (journal). 2014, 505 (7481): 9–10. Bibcode:2014Natur.505....9G. PMID 24380935. doi:10.1038/505009a.
- ^ Dry-Run Experiments Verify Key Aspect of Nuclear Fusion Concept: Scientific 'Break-Even' or Better Is Near-Term Goal. [24 September 2012]. （原始內容存檔於2013-11-06）.
- ^ Cuneo, M.E.; et al. Magnetically Driven Implosions for Inertial Confinement Fusion at Sandia National Laboratories. IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE. [11 January 2013]. （原始內容存檔於2014-11-12）.
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