在桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的Z脈沖中，一種相對(duì)較新的控制核聚變的方法，將巨大的電震蕩與強(qiáng)磁場和強(qiáng)大的激光束相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了自己創(chuàng)紀(jì)錄的中子輸出，這是判斷聚變工作的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。電力設(shè)施，是地球上最強(qiáng)大的X射線生產(chǎn)商。

10月9日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上的一篇論文中報(bào)道了一項(xiàng)來自名為MagLIF的項(xiàng)目的成就，該項(xiàng)目用于磁化襯里慣性融合。

桑迪亞物理學(xué)家兼首席研究員馬特·戈麥斯(Matt Gomez)說：“過去兩年中，中子的輸出增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)。” “我們不僅感到高興的是，我們實(shí)施的改進(jìn)導(dǎo)致產(chǎn)量增加，而且理論上準(zhǔn)確地預(yù)測了這一增加。”

使用氘燃料將MagLIF中子產(chǎn)量增加到第13位(第10位到第15位，代表科學(xué)家普遍接受的百倍產(chǎn)量增加，如果使用了氘和tri的均等混合物DT)和平均離子溫度加倍。Gomez說，這是通過同時(shí)施加的磁場增加50%，激光能量增加三倍以及Z的功率輸入從16兆安培增加到20兆安培來實(shí)現(xiàn)的。

他說：“輸出量僅為2千焦耳DT，相對(duì)較少的能量。” 千焦耳的定義是通過1000安培的電流通過1歐姆電阻器1秒鐘所散發(fā)的熱能。“但是，根據(jù)我們到目前為止所做的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)顯示五年內(nèi)改善了30倍，并且模擬結(jié)果與這些實(shí)驗(yàn)相符，我們認(rèn)為可以產(chǎn)生30至50千焦耳的產(chǎn)量，使我們接近被稱為科學(xué)的狀態(tài)收支平衡。”

戈麥斯說，根據(jù)投入的變化預(yù)測，產(chǎn)量的增加表明，提議建造一臺(tái)甚至比Z大，并且裝備得更好的機(jī)器以超過收支平衡的機(jī)器，現(xiàn)在有一個(gè)更強(qiáng)的基礎(chǔ)提出這一要求。

“ MagLIF的結(jié)果引起了人們對(duì)融合研究的極大興趣，融合磁性，激光和電能使等離子體狀態(tài)介于傳統(tǒng)慣性約束聚變之間，例如勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室國家點(diǎn)火設(shè)施的激光器和傳統(tǒng)磁約束聚變之間。就像法國南部的國際ITER項(xiàng)目一樣。”桑迪亞脈沖電力科學(xué)中心主任丹·西納斯(Dan Sinars)說。“ MagLIF的成功帶來了新的計(jì)劃和一些融合初創(chuàng)公司，并幫助建立了對(duì)這種更廣泛方法的興趣。”

Sandia融合實(shí)驗(yàn)經(jīng)理David Ampleford表示，由于性能和等離子體條件會(huì)隨輸入?yún)?shù)的變化而變化，因此，“我們有更大的信心，可以將MagLIF縮放到更高的電流。”

收支平衡是中間目標(biāo)

當(dāng)在燃料中投入的能量等于其排放的能量時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)收支平衡，這是該領(lǐng)域的里程碑。當(dāng)排放的能量超過維持實(shí)驗(yàn)所需的能量時(shí)(一種稱為“高產(chǎn)”的條件)，世界上從地球上最易接近的材料-海水中獲取清潔能源的夢想將向前邁出一大步。

海水中含有一種叫做氘的氫變體，氘含有一個(gè)額外的中子，而and具有兩種變體。這些額外的中子是可熔的，這意味著它們可以結(jié)合時(shí)會(huì)釋放聚變能。氘易于操作，是Z幾乎所有融合實(shí)驗(yàn)中的當(dāng)前選擇材料，有時(shí)還會(huì)模擬tri的更高能量。

甚至在達(dá)到收支平衡之前，這項(xiàng)工作就非常有用：將越來越強(qiáng)大的聚變反應(yīng)輸入超級(jí)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)可以告知桑迪亞的庫存管理工作，以確保該國的核武器安全，可靠和可靠。