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美国企业在受控核聚变领域研究取得进展

发布时间：2015-12-3 11:27 来自: 科技部网站

据美国《科学》杂志网站近日报道，位于美国加州的聚变能研究公司Tri Alpha最近取得了新的突破，有望在国际热核聚变实验反应堆（ITER）采用的大型托卡马克装置之外为受控核聚变能利用找到更为经济的技术路线。
    Tri Alpha公司于1998年成立，目前有约150名雇员，吸引了来自高盛集团、微软创始人之一Paul Allen等多渠道的私人投资。该公司采用一项名为“场反向位形”（Field-Reversed Configuration，FRC）的技术，在一个长23米的管道两端利用粒子加速器发射高速等离子体，通过磁场控制在管道中部合并之后绕轴旋转，将动能转化为热能，旋转的等离子体自身形成的磁场理论上可以实现自约束。但由于等离子体的湍流造成粒子逃逸，此前的研究最多能使等离子体稳定维持0.3毫秒。在Tri Alpha最新的研究中，从旋转的等离子体边界切向注入高能粒子，可使等离子体保持稳定达5毫秒，并且有望将注入粒子的能量加大后继续延长稳定时间，从而达到产生热核聚变的临界条件。
    达到热核聚变的临界条件还面临另外一项挑战，即提高等离子体的温度。传统氢同位素核聚变需要的温度是1.5亿摄氏度，是现在该项目可达到温度的10倍左右。但Tri Alpha使用的聚变燃料是氢-硼等离子体，达到聚变的温度需要30亿摄氏度，这意味着更加困难的挑战。之所以选择氢-硼作为聚变燃料是因为其聚变反应中不会释放中子，而只产生三个α粒子，有利于辐射防护和设备维护，更适用于商业聚变利用，这也是公司命名为Tri Alpha的原因。
    这一成果获得了美国学界及企业界的广泛关注，虽然距实际利用核聚变尚有距离，但未来具有很大的发展潜力。