과학자들은 핵 융합에 대한 대안적인 접근법을 개발하기 위해 상당한 발전을보고하고있다. 뉴 멕시코 앨버 커키에있는 Sandia National Laboratories의 연구원들은 실험실의 Z 기계를 사용하여 수천만 개의 암페어의 전류를 생산할 수있는 실험실의 Z 머신을 사용하여 실험에서 나오는 융합 반응의 상당수의 중립을 감지했다고 밝혔다. 이것은 퓨전 장치가 취하는 것보다 더 많은 에너지를 생산한다는 궁극적 인 목표를 향한 그들의 접근의 생존력을 보여주고
라고 말한다.Fusion은 오늘날의 원자력 발전소에서 발생하는 것처럼 무거운 원자 핵을 분리하지 않고 가벼운 핵을 함께 융합하여 에너지를 방출하는 핵 반응입니다. 연료 (수소)가 풍부하고 저렴하기 때문에이 접근법은 에너지 원으로 매력적이며 오염이나 오래 지속되는 핵 폐기물을 생성하지 않습니다. 문제는 원자 핵이 긍정적으로 하전되어 서로를 격퇴한다는 것입니다. 충분한 반응이 발생하기 위해서는 수소 핵이 초당 최대 1000km (km/s)의 속도로 충돌해야하며 섭씨 5 천만도 이상을 가열해야합니다. 그러한 온도에서 가스는 혈장이되어 핵과 전자가 별도로 노크되어 컨테이너의 측면에 닿으면 즉시 녹을 것이기 때문에 문제가됩니다.
퓨전 과학자들은 60 년 이상 수퍼 호트 플라즈마를 포함하고 퓨즈를 가열 할 때까지 가열하는 방법을 찾기 위해 노력해 왔습니다. 오늘날 대부분의 노력은 두 가지 접근법 중 하나에 중점을 둡니다. 프랑스의 국제 ITER 퓨전 프로젝트와 같은 Tokamak 원자로는 융합 온도로 가열하면서 한 번에 몇 초 또는 몇 분 동안 확산 플라즈마를 보유하고 있습니다. 캘리포니아의 National Ignition 시설과 같은 레이저 퓨전 장치는 소량의 냉동 수소를 가져 와서 수백만의 1 초 동안 지속되는 강렬한 레이저 펄스로 파쇄하여 가열 및 압축합니다. 융합 반응에 의해 생성 된 에너지의 양이 처음에 혈장을 가열하고 함유하는 데 필요한 에너지의 양이 초과되는 지점 인 "Breakeven"에 도달하지 못했습니다.
.Sandia의 기술은 레이저 융합의 극단과 Tokamaks의 자기 적으로 제한된 융합 사이의 중간지면으로 떨어지는 몇몇 중 하나입니다. 레이저 퓨전에서와 같이 빠른 맥박에서 연료를 분쇄하지만 고밀도는 아니지만 빠르지는 않습니다. 자화 된 라이너 관성 융합 (MAGLIF)으로 알려진이 접근법은 작은 금속 내부에 약간의 융합 연료 (수소 동위 원소 중수소의 가스)가 5 밀리미터, 높이 7.5mm를 넣는 것을 포함합니다. 그런 다음 연구원들은 Z 기계를 사용하여 캔을 통해 캔을 통해 100 나노초를 지속적으로 1,900 만 앰프의 막대한 전류 펄스를 통과시킵니다. 이것은 70km/s의 속도로 캔을 안쪽으로 분쇄하는 강력한 자기장을 만듭니다.
이런 일이 발생하는 동안 연구원들은 다른 두 가지 작업을 수행합니다. 짧은 레이저 펄스로 연료를 예열하고 꾸준한 자기장을 적용하여 퓨전 연료를 제자리에 고정하기위한 구속력으로 작용합니다. 혈장을 분쇄하면 제약 자기장이 약 10 테슬라에서 10,000 테슬라로 향상됩니다. 이 제약 필드는 핵심입니다. 그것 없이는 안쪽 관성 이외의 과열 플라즈마를 제자리에 고정시킬 것이 없기 때문입니다. 압축이 중지되면 반응 할 시간이 있기 전에 분리됩니다.
Sandia 연구원들은 이번 주에 Physical Review Letters 에서보고했습니다. 그들은 혈장을 섭씨 약 3 천 5 백만 도로 가열했으며 각 샷에서 나오는 약 2 조 중성자를 발견했습니다. (두 개의 중수소 융합의 반응은 헬륨 -3과 중성자를 생성합니다.) 그 결과는 1 년 전에 팀이 달성 한 팀보다 1000 배의 상당수의 반응이 일어나고 있음을 보여줍니다. 샌디아 선임 과학자 인 마이크 캠벨 (Mike Campbell)은“좋은 진보이지만 시작일 뿐이었다. "우리는 가스에 더 많은 에너지를 넣고 초기 자기장을 늘리고 그것이 올바른 방향으로 비늘인지 확인해야합니다."
.결과의 한 가지 중요한 측면은 연구자들이 또 다른 수소 동위 원소 인 중수소와 삼중 수의 융합에서 나오는 중성자를 검출했다는 것입니다. 중수소 또는 D-D와의 중수소는 헬륨 -3 또는 삼중습을 생성합니다. 이러한 반응 생성물은 일반적으로 다시 반응하지 않고 혈장에서 날아갈 수있을 정도로 빠르게 이동할 것입니다. 그러나 강렬한 제약 자기장은 삼중습이 중수소와 충돌하고 다시 융합 할 가능성이 훨씬 더 큰 딱딱한 헬리컬 경로를 따라야합니다. 연구원들은 중수소-트리튬 (D-T) 융합에서 100 억 중성자를 감지했습니다. 캠벨은“나에게 가장 흥미로운 데이터는 2 차 D-T 중성자 였는데, 이는 원래의 [10 Tesla] 필드가 혈장에서 얼어 붙었고 정체시 약 9000 Tesla의 값에 도달했음을 매우 암시한다.
뉴 멕시코의 Los Alamos National Laboratory의 자화 된 플라즈마 팀 리더 인 Glen Wurden은“좋은 소식입니다. 그는 "2 차 D-T 중성자가 관찰되었다는 사실에 깊은 인상을 받았다. 즉, 적어도 일부 D-D- 생성 된 [Tritium Nuclei]가 속도가 느려지고 반응하고 있음을 의미한다." 시뮬레이션에 따르면 Z 기계의 최대 전류는 2,700 만 앰프가 양점에 도달하기에 충분해야합니다. 그러나 연구원들은 이미 시력을 훨씬 더 높게 설정하고 있습니다. 그들은 6 천만 개의 앰프로 업그레이드하면 전력 출력을 1000 배의 입력의 "높은 게인"영역으로 향상시킬 것이라고 말했다.
