WikiDer > Намагниченный лайнер инерционный сплав

Magnetized Liner Inertial Fusion
Концепция MagLIF
Основная идея MagLIF

Намагниченный лайнер инерционный сплав (MagLIF) является новым методом производства контролируемых термоядерная реакция. Это часть широкой категории инерционная термоядерная энергия (IFE) системы, в которых используется движение термоядерного топлива внутрь для достижения плотностей и температур, при которых происходят реакции термоядерного синтеза. Использовались предыдущие эксперименты IFE лазер водители чтобы достичь этих условий, тогда как MagLIF использует комбинацию лазеров для нагрева и Z-защемление для сжатия. Разнообразные теоретические соображения предполагают, что такая система будет достигать требуемых условий для термоядерного синтеза с машиной значительно меньшей сложности, чем чисто лазерный подход.

Описание

MagLIF - это метод производства энергии с использованием 100 наносекунда импульс электричества для создания интенсивного Z-защемление магнитное поле, которое внутренне давит заполненная топливом цилиндрическая металлическая гильза (а Hohlraum), по которому проходит электрический импульс. Непосредственно перед взрывом цилиндра используется лазер для предварительного нагрева термоядерного топлива (например, дейтерий-тритиевый), который удерживается внутри цилиндра и удерживается магнитным полем. Национальная лаборатория Сандии в настоящее время изучает потенциал этого метода для выработки энергии за счет использования Z машина.

MagLIF имеет характеристики обоих Термоядерный синтез с инерционным удержанием (за счет использования лазера и импульсного сжатия) и магнитное удержание (из-за использования мощного магнитного поля для подавления теплопроводности и сдерживания плазмы). В результатах, опубликованных в 2012 году, компьютерное моделирование на базе LASNEX 70-мегампературного объекта показало перспективу впечатляющего возврата энергии, в 1000 раз превышающего затраченную энергию. Объект 60 MA даст 100-кратный доход. Доступный в настоящее время объект в Сандиа, Z machine, способен производить 27 МА и может производить немного больше энергии, чем безубыточность, помогая при этом проверять компьютерное моделирование.[1] Z-машина провела эксперименты MagLIF в ноябре 2013 года с целью проведения экспериментов безубыточности с использованием топлива D-T в 2018 году.[2]

Sandia Labs планировала приступить к экспериментам по воспламенению после установления следующего:[3]

  1. Чтобы лайнер не разорвался слишком быстро под воздействием сильной энергии. Это, по-видимому, подтвердили недавние эксперименты. Это препятствие было самой большой проблемой для MagLIF после его первоначального предложения.
  2. Этот лазерный предварительный нагрев способен правильно нагревать топливо - это подтвердят эксперименты, начавшиеся в декабре 2012 года.
  3. Эти магнитные поля, создаваемые парой катушек выше и ниже хольраума, могут служить для улавливания предварительно нагретого термоядерного топлива и, что важно, препятствовать теплопроводности, не вызывая преждевременного прогиба мишени. - будет подтверждено экспериментами с декабря 2012 г.

После этих экспериментов в ноябре 2013 г. началось комплексное испытание. В результате было получено около 1010 нейтроны высоких энергий.

По состоянию на ноябрь 2013 года лаборатория Sandia labs имела следующие возможности:[2][4]

  1. Магнитное поле 10 тесла
  2. 2 кДж лазер
  3. 16 MA
  4. D-D топливо

В 2014 г. тест дал 2 × 1012 D-D нейтроны при следующих условиях:[5]

  1. Магнитное поле 10 тесла
  2. 2,5 кДж лазер
  3. 19 MA
  4. D-D топливо

Эксперименты по безубыточности энергии с Д-Т топливо ожидалось, что это произойдет в 2018 году.[6]
Для достижения научной безубыточности предприятие в течение 5 лет модернизируется до:

  1. 30 тесла
  2. Лазер 8 кДж
  3. 27 MA
  4. Д-Т обращение с топливом[2]

В 2019 году, столкнувшись со значительными проблемами, связанными с перемешиванием взрывающейся фольги с топливом и спиральной неустойчивостью плазмы,[7] тесты дали до 3,2 × 1012 нейтронов при следующих условиях:[8]

  1. 1,2 кДж лазер
  2. 18 MA

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Слуц, Стивен; Роджер А. Веси (12 января 2012 г.). "Намагниченный инерционный синтез с высоким коэффициентом усиления". Письма с физическими проверками. 108 (2): 025003. Bibcode:2012PhRvL.108b5003S. Дои:10.1103 / PhysRevLett.108.025003. PMID 22324693.
  2. ^ а б c Гиббс WW (2014). «Метод тройной угрозы вселяет надежду на синтез». Природа. 505 (7481): 9–10. Bibcode:2014Натура.505 .... 9G. Дои:10.1038 / 505009a. PMID 24380935.
  3. ^ «Сухие эксперименты подтверждают ключевой аспект концепции ядерного синтеза: научная« безубыточность »или лучше - ближайшая цель». Получено 24 сентября 2012.
  4. ^ Райан, Макбрайд. "Эксперименты со свойствами намагниченных LIF и цилиндрических динамических материалов по Z". Институт Крелла. Получено 20 ноября 2013.
  5. ^ Gomez, M. R .; и другие. «Экспериментальная проверка концепции инерционного синтеза намагниченного лайнера (MagLIF)». Институт Крелла. Получено 23 мая 2015.
  6. ^ Cuneo, M.E .; и другие. (2012). "Имплозии с магнитным приводом для термоядерного синтеза с инерционным удержанием в национальных лабораториях Сандиа". IEEE Transactions по науке о плазме. 40 (12): 3222–3245. Bibcode:2012ITPS ... 40.3222C. Дои:10.1109 / TPS.2012.2223488.
  7. ^ Seyler, C.E .; Martin, M.R .; Хэмлин, Н.Д. (2018). «Винтовая неустойчивость в MagLIF из-за сжатия осевого потока плазмой низкой плотности». Физика плазмы. Физика плазмы 25, 062711 (2018). 25 (6): 062711. Bibcode:2018ФПЛ ... 25ф2711С. Дои:10.1063/1.5028365. OSTI 1456307.
  8. ^ Gomez, M. R .; и другие. (2019). «Оценка условий застоя и выявление тенденций в инерционном синтезе намагниченных лайнеров». IEEE Transactions по науке о плазме. IEEE Transactions on Plasma Science vol. 47/5. 47 (5): 2081–2101. Bibcode:2019ITPS ... 47.2081G. Дои:10.1109 / TPS.2019.2893517. OSTI 1529761.