퓨전 에너지를 실현하기위한 고지대 경주에서 작은 실험실은 큰 소년들에게 압박을 가할 수 있습니다. 지구상의 에너지에 대한 융합 (태양과 별의 전원)을 활용하려는 전세계의 노력은 현재 프랑스의 Ier Fusion Reactor와 캘리포니아의 NIF (National Ignition Facility)에 중점을 둡니다. 그러나 다른 더 저렴한 접근 방식이 존재하며, 그 중 하나는 프로세스가 퓨전 반응을 유발하는 데 필요한 것보다 더 많은 에너지를 생성하는 주요 이정표 인 "Break-Even"에 도달 할 수있는 기회가있을 수 있습니다. 뉴 멕시코 앨버 커키에있는 Sandia National Laboratory의 연구원들은 물리적 검토 편지 을 발표 할 것입니다. ( prl ) 종이는 자화 된 라이너 관성 융합 (MAGLIF)으로 알려진 그들의 과정이 2 년 전에 처음 제안 된 후 첫 번째 테스트 중 첫 번째 테스트를 통과하여 탐욕스러운 휴식을 시도하기 위해 추적했다는 것을 출판했다. 프로세스의 나머지 구성 요소에 대한 테스트는 내년에도 계속 될 것이며, 팀은 2013 년 말 전에 Fusion에서 첫 샷을 찍을 것으로 예상합니다.
융합 반응기는 수소 동위 원소와 삼중습으로 구성된 혈장 (이온화 된 가스)을 가열하고 짜서 동위 원소가 상호 반발하고 융합 될 때까지 동위 원소를 압축합니다. 이 압력 쿠커에서 헬륨 핵, 중성자 및 많은 에너지가 등장합니다. 융합에 필요한 온도는 1 억 ° C 이상입니다. 따라서 무엇이든 꺼내기 전에 많은 에너지를 넣어야합니다. Ier와 NIF는이 문제를 다른 방식으로 공격 할 계획입니다. 2019 년 또는 2020 년에 완료 될 Ier는 거대한 자기장이있는 혈장을 함유하고 입자 빔과 무선 파로 가열하여 융합을 시도합니다. 대조적으로 NIF는 수소 연료로 채워진 작은 캡슐을 가져 와서 강력한 레이저 펄스로 분쇄합니다. NIF는 몇 년 동안 운영되어 왔지만 아직도 손을 뻗지 않았습니다.
Sandia의 Maglif 기술은 NIF와 유사합니다. 연료를 빠르게 분쇄합니다. 이는 관성 감금 융합으로 알려진 과정입니다. 그러나 그렇게하기 위해 Maglif는 레이저 대신 자기 펄스를 사용합니다. MAGLIF의 목표는 직경이 약 7 밀리미터 인 작은 실린더입니다. 베릴륨으로 만들어졌으며 중수소와 삼중 수소로 가득합니다. 라이너로 알려진 실린더는 Sandia의 광대 한 전기 펄스 발생기 (Z 기계라고 함)에 연결되어 있으며, 이는 밀리 초 이하의 펄스에서 2,600 만 앰프를 전달할 수 있습니다. 실린더의 벽을 통과하는 많은 전류는 라이너 벽에 내적 힘을 가하는 자기장을 만들어 즉시 분쇄하고 퓨전 연료를 압박하고 가열합니다.
연구원들은 퓨전 연료를 한동안 가열하기 위해 라이너를 분쇄하는이 기술에 대해 알고있었습니다. 그러나 자체적으로 Maglif-Z 기계 설정은 충분한 열을 생성하지 않았습니다. 프로세스가 휴식에 도달 할 수 있도록 추가로 필요했습니다. Sandia 연구원 Steve Slutz는 프로세스의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 다양한 향상을 조사한 팀을 이끌었습니다. 플라즈마의 물리학에 출판 된 논문에서 2010 년 에이 팀은 세 가지 향상된 상태로 손익분기에 도달 할 수 있다고 예측했습니다.
첫째, 그들은 100 나노초로 전류 펄스를 훨씬 더 빨리 적용하여 이탈 속도를 증가시켜야했습니다. 그들은 또한 Z 기계가 시작되기 직전에 레이저 펄스로 라이너 내부의 수소 연료를 예열 할 것입니다. 마지막으로, 라이너 주위에 두 개의 전기 코일을 배치 할 것입니다. 이 코일은 두 코일을 연결하는 자기장을 생성하여 라이너를 자기 담요로 감습니다. 자기 담요는 전자 및 헬륨 핵과 같은 하전 입자가 혈장을 빠져 나가고 냉각하는 것을 방지하므로 온도는 뜨겁습니다.
Sandia Plasma Physicist Ryan McBride는 시뮬레이션이 올바른지 확인하려는 노력을 주도하고 있습니다. 목록의 첫 번째 항목은 라이너의 빠른 압축을 테스트하는 것입니다. 중요한 매개 변수 중 하나는 라이너 벽의 두께입니다. 벽이 얇아 질수록 자기 펄스에 의해 더 빨리 가속됩니다. 그러나 벽 재료는 펄스 중에도 증발하기 시작하며 너무 일찍 분해되면 압축을 망칠 것입니다. 반면에 벽이 너무 두껍다면 충분한 속도에 도달하지 않습니다. McBride는“중간에는 그대로 유지되는 스위트 스팟이 있으며 여전히 꽤 좋은 파열 속도를 얻는다”고 말했다.
예측 된 스위트 스팟을 테스트하기 위해 McBride와 그의 팀은 고성능 레이저 (실제로 NIF 프로토 타입으로 이동)로 X- 레이를 생성하는 고급 레이저 (실제로 NIF 프로토 타입)로 망간 샘플을 폭파하는 정교한 이미징 시스템을 설정했습니다. 연구원들은 파열의 다양한 단계에서 라이너를 통해 엑스레이를 빛나게함으로써 진행 상황을 이미지화 할 수있었습니다. 그들은 달콤한 스팟 두께에서 라이너가 파열을 통해 바로 모양을 유지한다는 것을 발견했습니다. McBride는“예상대로 수행되었습니다. 이 팀은 내년에 다른 두 가지 개선 사항 (레이저 예열과 자기 담요)을 테스트 한 다음 2013 년 말 전에 휴식을 취하기 위해 모든 것을 모아서 모두 모아서
입니다.올해 초, Slutz와 그의 팀은 prl 에 다른 시뮬레이션을 발표했습니다. 이는 더 강력한 펄스 생성기가 더 높은 전류 (6 천만 백만 암페어)를 생산하기 위해 제작 된 경우 시스템은 손익분기가 아니라 높은 이득을 달성 할 수 있음을 보여주었습니다. 다시 말해, Maglif는 상업용 퓨전 발전소에 필요한 에너지를 생산할 수 있습니다.
뉴 멕시코의 Los Alamos National Laboratory의 자화 된 플라즈마 팀 리더 인 Glen Wurden은“Sandia가 자화 된 목표 융합…가 Z 기계의 상당한 이득을 얻는 경로라는 것을 알게되어 기쁩니다. 우리는 그들의 실험이 그것을 시험해 볼 수있는 기회를 갖기를 희망합니다.
