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實驗示意圖。圖片來源：TEA技術公司

日本國家聚變科學研究所和美國TAE技術公司攜手，首次在磁約束聚變等離子體中實現了氫—硼聚變實驗。研究團隊表示，盡管最新試驗沒有產生凈能量增益，但它證明了無中子核聚變的可行性，使制造更清潔的聚變反應堆成為可能。相關研究刊發(fā)于最新一期《自然·通訊》雜志。

目前，全球有多個團隊正力圖實現可控核聚變。可控核聚變主要的方式大概有3種：引力約束、慣性約束和磁約束，目前占據主流的托卡馬克裝置屬于磁約束，主要利用氫的同位素氘—氚作為聚變燃料。

在最新研究中，科學家們在日本國家聚變科學研究所的大型螺旋裝置中進行了氫—硼核聚變，并借助TAE開發(fā)的探測器，測量出了反應產物：氦核(α粒子)。TAE公司認為氫—硼是最清潔、最具成本競爭力的聚變燃料，因為它不僅原料豐富，而且“實現了更清潔的聚變反應堆的概念，反應產物僅三個α粒子。”

研究團隊指出，他們設計的緊湊型線性裝置使用了先進的加速器束驅動場反位形(FRC)。FRC是通用的，可適應所有目前可用的聚變燃料，包括氫—硼、氘—氚和氘—氦—3等。TAE公司首席執(zhí)行官邁克爾·本德鮑爾表示：“這項實驗為我們提供了大量數據，表明氫—硼在實用規(guī)模的聚變能中應占有一席之地?！?/p>

TAE公司目前也在研制一個易于維護的模塊化裝置。該裝置占地緊湊，并有可能利用一種更高效的磁約束方法。與托卡馬克裝置相比，新方法將獲得高達100倍的功率輸出。

研究團隊指出，最新研究沒有產生凈能量增益，但它證明了無中子核聚變的可行性及氫—硼核聚變反應的潛力。盡管制造氫—硼聚變堆芯的挑戰(zhàn)比氘—氚更大，但反應堆的工程設計將簡單得多。TAE預計將在2025年左右在其下一個反應堆“哥白尼”上演示凈能量增益，本世紀30年代將建成第一座氫—硼聚變發(fā)電廠并連接到電網。

關鍵詞： 反應產物 技術公司 托卡馬克 聚變反應堆 線性裝置