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普京大平台:X射线自由电子激光器可引发核聚变


根据核物理理论,高能是控制受控核聚变所必需的。而X射线自由电子激光获得的能量和电磁场可以在较低的能量下引起核聚变,这一点在《物理评论》年得到了德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心(HZDR)科学家的证明。多年来,科学家们仍在研究核聚变发电。

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一方面是完全取之不尽的能源;另一方面,控制核聚变有许多技术障碍。其中之一就是为了引起核聚变,需要解决电荷相近的原子核的强电斥力,一般需要很高的能量。不过,还有一个方法。

这项研究的年度出版商弗里德曼奎瑟(Friedman Queisser)表示:“如果可以使用更低的能量,核聚变也可以通过量子力学隧道来构建。这样,核心排斥力产生的能量势垒通过能量较低的隧道。

”这个过程不是理论上的建构,而是现实。在温度和压力条件下,氢聚变的能垒可以在太阳核心中找到。

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然而,融合反应可以通过足够数量的隧道过程来维持。HZDR科学家在目前的工作中,研究了通过电磁辐射对抗隧道磨损过程是否能促进可控聚变。

到目前为止,用于这种工艺的常规激光辐射在启动时的性能太低,但这种情况不会很快改变。现在它被用于x光自由电子激光器(XFEL),它已经可以建立每平方厘米10-20瓦的功率密度。这相当于大约一千倍的太阳辐射功率,集中在一枚硬币的表面。

HZDR理论物理系系主任拉尔夫舒尔茨霍尔德教授说:“这让我们进入了一个领域,在这个领域中,我们可以使用强大的x光激光来对抗隧道磨损过程。”这个想法是,对核心产生敌意的强电场被XFEL产生的强而迅速变化的电磁场所转化。

HZDR科学家通过氢同位素氘和氚的聚变进行了理论研究。现在谈及保利变电站的未来概念,这个反应被指出是最让人期待的反应之一。

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结果表明,这样可以提高隧穿速率,足够数量的隧穿过程最终可以构建一个平稳可控的聚变反应。如今,一些具有适当潜力的激光系统已经成为世界各地大型研究机构的旗舰项目。

例如,日本、美国或德国的X射线激光器仅次于世界上同类激光器。HZDR实施的国际极远场束线计划(HIBEF)正在进行独特的非等同超快X射线闪光实验。接下来,HZDR物理学家也对其他核聚变区域的理论有了更深入的了解。

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