磁约束方式实现氢硼聚变的条件(磁约束方式实现氢硼聚变的原因)

承诺打造更清洁的反应堆

日本国家核聚变科学研究所与美国TAE科技公司携手实现首次磁约束聚变等离子体氢硼聚变实验。研究小组表示，虽然最新的测试没有产生净能量增益，但它证明了无中子核聚变的可行性，使得制造更清洁的聚变反应堆成为可能。相关研究发表在最新一期的期刊《自然·通讯》上。

目前，世界各地许多团队正在努力实现可控核聚变。可控核聚变大致有三种主要方法：引力约束、惯性约束和磁约束。目前主流的托卡马克装置属于磁约束，主要采用氢同位素氘、氚作为聚变燃料。

在最新的研究中，科学家们在日本国家核聚变科学研究所的大型螺旋装置中进行了氢硼核聚变，并在TAE开发的探测器的帮助下，测量了反应产物：氦核（粒子）。 TAE认为，氢硼是最清洁、最具成本竞争力的聚变燃料，因为它不仅原料丰富，而且“实现了更清洁聚变反应堆的概念，反应产物只有三个粒子”。

研究团队指出，他们设计的紧凑型线性装置采用了先进的加速器束驱动场反转配置（FRC）。 FRC 是通用的，可以容纳目前所有可用的聚变燃料，包括氢-硼、氘-氚和氘-氦-3。 TAE 首席执行官迈克尔·本德鲍尔(Michael Benderbauer) 表示：“这项实验为我们提供了大量数据，表明氢硼应该在实用规模的聚变能源中占有一席之地。”

TAE 目前还在开发一种易于维护的模块化单元。该设备占地面积紧凑，并且有可能利用更有效的磁约束方法。与托卡马克装置相比，新方法将实现高达100倍的功率输出。

研究团队指出，最新研究并未产生净能量增益，但证明了无中子核聚变的可行性以及氢硼核聚变反应的潜力。尽管建造氢硼聚变核心的挑战比氘氚聚变核心更大，但反应堆的工程设计会简单得多。 TAE 预计在2025 年左右展示其下一个反应堆“哥白尼”的净能量增益，并在2030 年代建成第一座氢硼聚变发电厂并并入电网。 （刘霞）