在去年进行的实验中,C-2展示物理学家罗斯托克的“路子”走对了,生成的FRC持续了5毫秒,比早先实现的“持续时间”长10倍多。哈默说,“8年内,他们从一个空房间到一个FRC持续5毫秒。这是相当不错的进步”。但是,这个FRC仍然在这段时间衰减了。研究人员需要展示他们能用粒子束补充热损失,并建立稳定的FRC。因此,去年秋天,他们拆掉了C-2装置。他们与俄罗斯新西伯利亚的布德克尔(Budker)核物理研究所合作[4],更新了粒子束注入系统,功率从2MW提升到10MW,调整了粒子束的注入角度,以便更好地利用它们的电源。 今年三月,升级的C-2U再投入运行。8月24日纪念罗斯托克(去年12月去世)座谈会上,三阿尔法首席技术官米希尔·本德鲍尔(Michl Binderbauer)宣布,6月新机器生成的FRC持续5毫秒,没有衰减的迹象;从始至终保持同样的尺寸。 本德鲍尔说,明年他们将再次拆掉C-2U再建造一个几乎全新的机器。更大,甚至有更强的粒子束,称为C-2W。目的是实现更长的FRC,更重要的是温度更高。温度上升10倍将会把他们带入常规聚变燃料即氢同位素氘和氚混合物被称为D-T点火的领域。但那不是他们的目标;取而代之,他们正在研究氢-硼聚变更高的限制,要求离子温度达30亿℃以上。 研究人员有各种理由想要走完“额外一英公里”。首先是地球上氚不会自然出现,必须用中子轰击锂产生。物理学家计划在聚变堆内生产每天要消耗的氚,但没有人证明这样的过程是否切实可行。因为D-T反应还产生大量高能中子,这样反应堆需要很厚的屏蔽。但中子仍然使反应堆结构退化,使之成为放射性的。研究人员还不知是否有可能找到抗辐射材料,能在中子轰击下幸存。许多人认为这使D-T聚变对商用堆不切实际。里克特博士说,“如果要研究D-T系统,我不会在[三阿尔法顾问]委员会里耗费10年。” 最初并不认为氢-硼聚变有多大“前景”。本德鲍尔说,“这要花费30倍的能源进行'烹调',而且每个粒子只得到一半的能量。”但硼很丰富,而且这个反应不产生中子,只有三个阿尔法(氦核)--后来成了公司的名字。里克特博士说,氢-硼燃料“使电力转化更容易、更简单”。 公司有个投资人(不愿透露姓名)说,“从我们开始投资以来,第一次有这样的突破性的进展,使人感觉好像这个石头正开始滚下坡,而不是在往上推。” 在美国,正在研究、追求“无中子聚变”而且小有“名气”的创业公司,是新泽西州的劳伦斯维尔等离子体物理公司(LLP)[5]。据称它所采用的“聚焦聚变”(Focus Fusion)技术,部分愿景是个小型、车库大小的5MW的聚变装置,可给“街坊邻居”们供电。目前的成就是:“无中子聚变”净能量生产“三准则”(受控等离子体温度、约束时间和密度的乘积)中已实现了两个(等离子体的温度18亿℃,约束时间几十纳秒)。LPP首席科学家埃里克 勒纳(Eric
Lerner)说,“我们在微小热区内获得净能量足够的(等离子体)密度”方面,差距仍然很大。即使达到足够的等离子体密度后,商业聚变还需要~4年时间… 理论很“丰满”,但现实有点“骨感”。 实现三个α粒子聚变发电, 似乎还有很长(10年?)的“路”要走。 但中国和世界的等离子物理与受控热核反应研究领域的科学家正在努力,或许不需要那么长的时间就会有骄人的成就。让我们“拭目以待”。 附注: 1.
Daniel Clery,Exclusive: Secretive fusion company claims reactor breakthrough, Science/AAAS, 24
August 2015. 2.
“the benefit of the doubt”, 公文(法律)用语,或译作“无罪推定”。 3.
FRC, field-reversed configuration,详见M.W. Binderbauer et al, A high performance field-reversed
configuration, PHYSICS OF PLASMAS 22, 056110(2015), published
online 15 May 2015. 4.
Budker Institute of Nuclear Physics(BINP), is one of
the major centres of advanced study of nuclear physics in Russia. the centre
was not involved either with military atomic science or nuclear reactors-instead, its
concentration was on high-energy physics(particularly plasma physics)and particle physics.
In 1961 the institute began building VEP-1, the first
particle accelerator in the Soviet Union which collided two beams of particles,
just a few month after the ADA collider became operational at the Frascati
National Laboratories in Italy in February 1961. The BINP now employs over 3000
people, and hosts several research groups and facilities. 5.
Mark Halper, Fusion breakthrough, ZD Net, March 28, 2012.
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