激光硼聚变现在是能源的主要竞争者

激光驱动的创造融合,无需放射性燃料元件的需要、没有毒性的放射性废物是触手可及的技术,研究人员说。

高功率、高强度激光的巨大进步使科学家们能够追求以前认为不可能的东西:基于氢硼反应创造聚变能。澳大利亚物理学家带头,拥有专利设计,并与国际合作者合作,讨论剩余的科学挑战。

本文在科学杂志的激光和粒子束的今天,从悉尼和国际的同事新南威尔士大学作者Heinrich Hora领导认为,氢硼融合的路径是可行的,而且可能比其他方法更接近现实,如氘氚聚变的方法被美国国家点火装置(NIF)和追求国际热核实验反应堆正在建设中的法国。

“我认为这使我们的方法比其他所有聚变能源技术,”Hora说,他预计在上世纪70年代,融合氢和硼可能没有热平衡的需要是可能的。而不是热的燃料,使用大量的太阳的温度,高强度磁铁控制超热等离子体在炸圈饼状环形室(如NIF和ITER),氢硼聚变是迅速破裂,使用两个强大的激光来实现,适用于精确的非线性力压缩原子核。

氢硼聚变不会产生中子,因此在初级反应中没有放射性。与大多数其他发电方式不同,比如煤、天然气和核能,它们依靠像水一样的液体来驱动涡轮机——氢硼聚变产生的能量直接转化为电能。但缺点是,这需要更高的温度和密度——几乎30亿摄氏度,比太阳的核心温度高200倍。

然而,在激光技术的巨大进步已接近两激光方法可行,近期发表的一系列实验表明,世界各地的“雪崩”聚变反应可以引发爆炸的trillionth-of-a-second从拍瓦规模的激光脉冲,其短暂的突发包一个千兆瓦的功率。如果科学家们能够利用这个雪崩,Hora说,在质子硼融合突破在即。

“正是看到了这些反应在最近的实验和模拟证实了一个最令人兴奋的事情,”Hora说,一个在大学理论物理学名誉教授。”不只是因为它证明了我以前的一些理论工作,而且他们还测量了激光引发的链式反应,以创造比在热平衡条件下预测的高十亿倍的能量输出。

和10个同事一起在六个国家-包括以色列的Soreq核研究中心和加利福尼亚大学的伯克利- Hora描述了一个基于他的设计氢硼融合的发展路线,汇集最新突破,哪些还需要进一步的研究来做出反应现实。

一家澳大利亚的公司分拆,HB11能源,持有Hora的过程的专利。”如果未来几年的研究没有发现任何重大工程的障碍,我们可以有原型堆在十年内,”Warren McKenzie说,对HB11董事总经理。

“从工程的角度来看,我们的方法将是一个简单得多的项目,因为燃料和废物是安全的,反应堆不需要换热器和蒸汽涡轮发电机,我们需要的激光器可以从架子上买下来,”他补充说。

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