一般融合

今天,我将讨论一个用于创建可控热核聚变反应堆的替代项目,我个人非常喜欢该项目,因为它在任何方面都与工程学完全不同。我们谈论的是加拿大创业公司General Fusion,该公司成立已有10多年,在此期间已筹集了约1亿美元的开发资金。

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道格·理查森(Doug Richardson)(左)和米歇尔·拉伯(Michel Laberge)(右)的联合创始人以他的汽车的等离子注射器为背景。

现在,听听可以收集这么多钱的想法。在GF球形反应器中,数百个环绕四周放置的强大蒸汽锤将同步撞击旋转的三米“滴”熔融铅,形成会聚的球形波。在液滴的中心,保留了一个垂直通道,从氘-tri混合物中注入了等离子体涡旋。系统的精确计算操作将导致液态金属壁在等离子体形成的中心精确压缩,并且将发生热核反应,在此期间,将释放相当于数百公斤TNT的爆炸。

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具有14个蒸汽锤的实验球,在其上测试了会聚冲击波形成的原理。

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动力反应堆在此原理上的设计图及其运行顺序。

在LINUS概念装置中,血浆涡流周围塌陷的液态金属壳被认为是70年代热核反应的驱动器。然而,在70年代至80年代-托卡马克即将取得胜利,这是最早达到热核反应形式的装置。手没有碰到LINUS。


最初的LINUS概念是1979年,

但到了90年代,当人们开始失望的是托卡马克和磁阱时,基于惯性合成(``激光热核聚变'')和鲜为人知的压缩磁化等离子体的想法(例如朝这个方向)的热核装置的两个替代分支组项目,包括著名的MagLIF,各种捏安装等)正在开发中。同时,如果惯性合成很快得到了军方的支持(即目标的条件接近热核武器的条件),那么磁化等离子体的压缩(FFP进一步)将成为初创企业的圣地。其中最著名的是Tri Alpha Energy,Helion Energy以及General Fusion。


等离子注射器的工作。可以看出,甚至在最终用液态金属压缩之前,等离子体也被压缩了几次,使温度升至200万度,密度升至热核反应所需的0.06%。

General Fusion的安装计划为脉冲式-每2秒进行一次热核微爆。与其他脉冲装置相比,最大的优势是无需消耗性元素(发光质,衬里,弹药筒等)-您仅需要等离子体和铅滴。每次爆炸将产生720兆焦耳的热量,这些热量将被液态金属吸收并通过热交换器传递给蒸汽发生器。

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动力堆的设计图。蓝色元素-等离子注射器的高压电源。

一部分蒸汽将用作蒸汽锤驱动器,一部分将在涡轮发电机上发电65兆瓦。当然,在此设置中,我们还将需要一个相当复杂的系统,用于等离子体放电器的高压馈电,铅的纯化和propagation的传播(GF认为可以通过将锂混入液态铅中来实现。通过吸收热核中子,它会分解成氦和tri),但首先这仍然需要生存。一般而言,与聚变反应堆的其他概念相比,如果关键时刻即热核点火得以实现,那么这将在简单性和廉价性方面取得突破。


当前的GF设备具有液态金属环,2013年在其上获得了所需质量的球形内爆。

但是,在所有这些方向上,尤其是在GF机器上,关键问题是不稳定的发展,这种不稳定不允许将能量集中到所需的值,而是将其无用地散布在周围。压缩过程中的任何不对称性和不精确性都会导致以下事实:该Steampunk怪物的正能量输出将不起作用。目前,这种问题以一种或另一种形式成功地掩埋了十几个概念。然而,迈克尔·拉伯格(Michael Laberger)的想法在早期的模型阶段经历了许多测试,科学界对此结果进行了公开讨论。正是这种方法使我们吸引了许多认真的投资者(包括Amazon.com创始人Jeff Bezos)。

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设置血浆注射器进行测试。

到目前为止,GF充满了乐观情绪,尽管成功创建了机器所有元素的全尺寸原型(蒸汽锤,带液体铅的球体,避雷器-等离子涡流发生器),甚至机器本身已经有两年没有显示任何结果,这很可能表明与该领域的其他数十个概念一样,GF在能量集中的方式上也遇到了很大的困难。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN382695/


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