磁化内衬惯性核聚变

✍ dations ◷ 2025-07-01 11:20:36 #等离子体物理学,核聚变,核动力

磁化内衬惯性核聚变(英语:Magnetized Liner Inertial Fusion, MagLIF),是一种产生能量的方法,该方法用100纳秒的电脉冲产生强烈的Z-pinch(英语:Z-pinch)磁场,向内压碎装有燃料的圆柱形金属衬管(空腔)。电流通过这个金属管。金属管内爆之前,里面的聚变燃料(如氘-氚)被激光预热,并且这些燃料被包在一个磁场里。桑迪亚国家实验室正在利用Z脉冲功率设施(Z机)产生的能量来探索这种方法的可能性。

磁化内衬惯性核聚变既具有惯性约束聚变(使用激光和脉冲压缩)的特性,也有磁约束聚变(利用强力磁场约束等离子体并抑制热传导)的特性。发表于2012年的LASNEX计算机程序模拟的结果是,设施电流达到70兆安时,就能够产生所消耗能量1,000倍的能量,这是一个很壮观的前景。而60兆安的设施则会产生100倍的收益。桑迪亚国家实验室目前的实验设施,即Z脉冲功率设施(Z机),可达到27兆安电流,这可产生稍多于盈亏平衡点的能量,同时还可以验证计算机模拟的结论。Z机器在2013年11月进行了磁化内衬惯性聚变实验,预期2018年使用氘-氚燃料达到盈亏平衡。

桑迪亚实验室计划完成以下实验后继续做点火实验:

完成这些实验后,2013年11月开始集成实验。实验得到了1010个高能中子,这可以与国家点火装置(NIF)在大约同样长时段内得到的1016个高能中子做对比。预期在2018年达到使用氚-氘燃料能量平衡的实验目标。

截至2013年11月,桑迪亚国家实验室该设施已达到以下性能:

为了实现科学上的盈亏平衡,该设施正在做为期5年的升级,目标是:


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