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氟化氩激光器可能带来实用聚变堆

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wanwan (42055)发表于 2021年10月27日 17时53分 星期三
来自泰山复仇
美国海军研究实验室 (NRL) 正在研究的氟化氩 (ArF)激光器可能有助于核聚变发电走向实用。 他们的研究报告发表在《Philosophical Transactions of the Royal Society》期刊上。

宽频紫外线激光器设计采用了可扩展至为自持核聚变反应提供动力的最短激光波长。NRL 的 ArF激光器是为基于惯性约束核聚变原理的测试设施设计的。氢的重同位素氘或者氚珠被多束激光照射,几分之一秒内加热并压缩,使氢原子内爆、融合在一起并释放出巨大的能量。

新的深紫外激光器,也被称为激光驱动器,能以更高的效率将能量传递给燃料珠,产生更高的温度以引发内爆。NRL 的科学家表示,使用辐射流体力学模拟,性能可提高 100 倍,效率提高 16%,相比下最高效的氟化氪激光器仅为 12%。由于这些改进,ArF 激光器可能会带来更小、更便宜的聚变发电厂。研究团队同时强调,在聚变发电能接入国家电网之前,还有很长的路要走。激光器需要能提供实际工厂所需的能量、重复率、精度和十亿次级发射可靠性。

为了实现这一目标,实验室正制定计划,分为三个阶段,第一阶段致力于 ArF 激光器的基础科学和技术。第二阶段将专注于建造和测试一个完整的高能 ArF 激光器,第三阶段将建造一个由 20 至 30 个激光器组成的内爆设施。NRL 研究物理学家 Steve Obenschain 博士表示:“这些优势可以促进开发大小适中、成本较低的聚变电厂模块,能以小于 1 兆焦耳的激光能量运行……这将极大地改变现在认为激光核聚变能源太昂贵而发电厂又太大的看法。”