الاندماج اللانيوتروني

الاندماج اللانيوتروني هو أي شكل من أشكال طاقة الاندماج حيث يتم نقل القليل جدًا من الطاقة المنطلقة بواسطة النيوترونات . في حين تطلق تفاعلات الاندماج النووي ذات العتبة الأدنى ما يصل إلى 80٪ من طاقتها في شكل نيوترونات ، تطلق التفاعلات اللانيوترونية الطاقة في شكل جسيمات مشحونة ، عادةً بروتونات أو جسيمات ألفا . من شأن الاندماج اللانيوتروني الناجح أن يقلل بشكل كبير من المشاكل المرتبطة بإشعاع النيوترون مثل الإشعاع المؤين الضار وتنشيط النيوترون وصيانة المفاعل ومتطلبات الحماية البيولوجية والتعامل عن بعد والسلامة.

نظرًا لأن تحويل طاقة الجسيمات المشحونة إلى طاقة كهربائية أسهل من تحويل الطاقة من الجسيمات غير المشحونة، فإن التفاعل اللانيوتروني سيكون جذابًا لأنظمة الطاقة. يرى بعض المؤيدين إمكانية تحقيق تخفيضات كبيرة في التكاليف عن طريق تحويل الطاقة مباشرة إلى كهرباء، وكذلك في القضاء على الإشعاع من النيوترونات، والتي يصعب الحماية منها. ^[1]^[2] ومع ذلك، فإن الظروف المطلوبة لتسخير الاندماج اللانيوتروني أكثر تطرفًا من تلك المطلوبة لاندماج الديوتيريوم والتريتيوم (D-T) مثل ITER .

تاريخ

بدأت التجارب الأولى في هذا المجال في عام 1939، واستمرت الجهود الجادة منذ أوائل الخمسينيات.

كان ريتشارد ف. بوست في لورانس ليفرمور من المؤيدين الأوائل . اقترح التقاط الطاقة الحركية للجسيمات المشحونة أثناء استنفادها من مفاعل الاندماج وتحويلها إلى جهد لتشغيل التيار. ^[3] ساعد بوست في تطوير الأسس النظرية للتحويل المباشر، والتي أثبتها لاحقًا بار وموير. لقد أظهرا كفاءة التقاط الطاقة بنسبة 48 بالمائة في تجربة المرآة الترادفية في عام 1981. ^[4]

كان روبرت دبليو بوسارد رائدًا في مجال اندماج البوليويل في عام 1995 وتم تمويله من قبل البحرية الأمريكية . يستخدم بوليويل الحبس الكهروستاتيكي بالقصور الذاتي . أسس EMC2 لمواصلة أبحاث البوليويل. ^[5]^[6]

في عام 2005، أنتجت نبضة بيكو ثانية من ليزر بقوة 10 تيراواط اندماجات أنترونية بين الهيدروجين والبورون لفريق روسي. ^[7] ومع ذلك، كان عدد جزيئات ألفا الناتجة (حوالي 10 ³ لكل نبضة ليزر) منخفضًا.

في عام 2006، وصلت آلة Z في مختبر ساندي الوطني ، وهي جهاز ضغط z ، إلى 2 مليار كلفن و300 كيلو إلكترون فولت. ^[8]

في عام 2011، نشرت فيزياء البلازما في لورانسفيل نتائج أولية وحددت نظرية وبرنامجًا تجريبيًا للاندماج الأنيوتروني مع التركيز البلازمي الكثيف (DPF). ^[9]^[10] تم تمويل هذا الجهد في البداية من قبل مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا . ^[11] جاء الدعم للتحقيقات الأخرى للاندماج الأنيوتروني مع التركيز البلازمي الكثيف من مختبر أبحاث القوات الجوية . ^[12]

قام فريق بحثي فرنسي بدمج البروتونات ونواة البورون-11 باستخدام شعاع بروتون معجل بالليزر ونبضة ليزر عالية الكثافة. ^[13] في أكتوبر 2013، أفادوا بوجود ما يقدر بنحو 80 مليون تفاعل اندماجي خلال نبضة ليزر مدتها 1.5 نانوثانية. ^[13]

في عام 2016، أنتج فريق من الأكاديمية الصينية للعلوم في شنغهاي نبضة ليزر بقوة 5.3 بيتا وات باستخدام منشأة الليزر فائق السرعة (SULF) ومن المتوقع أن تصل إلى 10 بيتا وات باستخدام نفس المعدات. ^[14]

في عام 2021، أعلنت شركة TAE Technologies المتخصصة في التكوين العكسي للحقل أن جهازها نورمان كان ينتج بانتظام بلازما مستقرة عند درجات حرارة تزيد عن 50 مليون درجة. ^[15]

في عام 2021، أبلغ فريق روسي عن نتائج تجريبية في جهاز مصغر مع احتجاز بلازما كهروديناميكي (متذبذب) . استخدم تفريغ فراغي لمدة ~1-2 جول نانوثانية مع كاثود افتراضي. يعمل مجاله على تسريع أيونات البورون والبروتونات إلى ~100-300 كيلو فولت تحت تصادمات الأيونات المتذبذبة. جسيمات ألفا تبلغ حواليتم الحصول على 5 × 10 ⁴ /4π (~ 10 جسيمات ألفا / نانوثانية) أثناء 4 ميكروثانية من الجهد المطبق. ^[16]

تأسست شركة HB11 Energy الأسترالية في سبتمبر 2019. ^[17] وفي عام 2022، ادعت أنها أول شركة تجارية توضح الاندماج. ^[18]^[19]

تعريف

يمكن تصنيف تفاعلات الاندماج وفقًا لنيوترونيتها: وهي نسبة طاقة الاندماج المنطلقة على هيئة نيوترونات نشطة. وقد عرّفت ولاية نيوجيرسي التفاعل اللانيوتروني بأنه التفاعل الذي لا تحمل فيه النيوترونات أكثر من 1% من إجمالي الطاقة المنطلقة، ^[20] على الرغم من أن العديد من الأوراق البحثية حول هذا الموضوع ^[21] تتضمن تفاعلات لا تفي بهذا المعيار.

حاجز كولومب

حاجز كولومب هو الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة للنواة في تفاعل الاندماج للتغلب على التنافر الكهروستاتيكي المتبادل بينهما. تتناسب القوة التنافرية بين جسيم بشحنة Z ₁ وجسيم بشحنة Z _{2 مع}( Z ₁ × Z ₂ ) / r ² ، حيث r هي المسافة بينهما. يعتمد حاجز كولومب الذي يواجه زوجًا من الجسيمات المشحونة المتفاعلة على كل من الشحنة الكلية وعلى مدى توزيع هذه الشحنات بالتساوي؛ يكون الحاجز في أدنى مستوياته عندما يتفاعل جسيم منخفض الشحنة Z مع جسيم مرتفع الشحنة Z ويكون في أعلى مستوياته عندما تكون المتفاعلات ذات شحنة متساوية تقريبًا. وبالتالي يتم تقليل طاقة الحاجز إلى أدنى حد لتلك الأيونات ذات أقل عدد من البروتونات .

بمجرد أن تصبح آبار الجهد النووي للجسيمين المتفاعلين ضمن نصف قطر بروتونين من بعضهما البعض، يمكن أن يبدأ الاثنان في جذب بعضهما البعض عبر القوة النووية . ونظرًا لأن هذا التفاعل أقوى بكثير من التفاعل الكهرومغناطيسي، فسوف تنجذب الجسيمات معًا على الرغم من التنافر الكهربائي المستمر، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة النووية. ومع ذلك، فإن القوة النووية هي قوة قصيرة المدى للغاية، لذلك من المبالغة في التبسيط القول إنها تزداد مع عدد النيوكليونات . العبارة صحيحة عند وصف طاقة الحجم أو طاقة السطح للنواة، وأقل صحة عند معالجة طاقة كولومب، ولا تتحدث عن توازن البروتون / النيوترون على الإطلاق. بمجرد أن تتجاوز المتفاعلات حاجز كولومب، فإنها تدخل عالمًا تهيمن عليه قوة لا تتصرف مثل الكهرومغناطيسية.

في معظم مفاهيم الاندماج، يتم توفير الطاقة اللازمة للتغلب على حاجز كولومب من خلال الاصطدامات مع أيونات الوقود الأخرى. في سائل حراري مثل البلازما، تتوافق درجة الحرارة مع طيف الطاقة وفقًا لتوزيع ماكسويل بولتزمان . تحتوي الغازات في هذه الحالة على بعض الجسيمات ذات الطاقة العالية حتى لو كان متوسط الطاقة أقل بكثير. تعتمد أجهزة الاندماج على هذا التوزيع؛ حتى في درجات حرارة عامة أقل بكثير من طاقة حاجز كولومب، تكون الطاقة المنبعثة من التفاعلات كبيرة بما يكفي بحيث يمكن لالتقاط بعض منها توفير أيونات عالية الطاقة كافية لإبقاء التفاعل مستمرًا.

وبالتالي، فإن التشغيل الثابت للمفاعل يعتمد على التوازن بين معدل إضافة الطاقة إلى الوقود عن طريق تفاعلات الاندماج ومعدل فقدان الطاقة للبيئة المحيطة. يمكن التعبير عن هذا المفهوم بشكل أفضل على أنه حاصل ضرب الاندماج الثلاثي ، وهو حاصل ضرب درجة الحرارة والكثافة و"زمن الاحتجاز"، وهو مقدار الوقت الذي تظل فيه الطاقة في الوقود قبل الهروب إلى البيئة. يعطي حاصل ضرب درجة الحرارة والكثافة معدل التفاعل لأي وقود معين. معدل التفاعل يتناسب مع المقطع العرضي النووي ( σ ). ^[1]^[22]

يمكن لأي جهاز معين أن يتحمل ضغط بلازما أقصى. سيعمل الجهاز الفعال باستمرار بالقرب من هذا الحد الأقصى. مع هذا الضغط، يتم الحصول على أكبر ناتج اندماج عندما تكون درجة الحرارة بحيث يكون σv / T ² هو الحد الأقصى. هذه أيضًا درجة الحرارة التي تكون فيها قيمة حاصل الضرب الثلاثي nTτ المطلوب للاشتعال هي الحد الأدنى، لأن هذه القيمة المطلوبة تتناسب عكسيًا مع σv / T ^2. يتم "اشتعال" البلازما إذا أنتجت تفاعلات الاندماج طاقة كافية للحفاظ على درجة الحرارة دون تسخين خارجي.

نظرًا لأن حاجز كولومب يتناسب مع حاصل ضرب عدد البروتونات ( Z ₁ × Z ₂ ) للمتفاعلين، فإن أنواع الهيدروجين الثقيل، الديوتيريوم والتريتيوم (D–T)، تعطي الوقود الذي يحتوي على أقل حاجز كولومب إجمالي. تحتوي جميع أنواع الوقود المحتملة الأخرى على حواجز كولومب أعلى، وبالتالي تتطلب درجات حرارة تشغيلية أعلى. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي وقود D–T على أعلى المقاطع العرضية النووية، مما يعني أن معدلات التفاعل أعلى من أي وقود آخر. وهذا يجعل اندماج D–T هو الأسهل في التحقيق.

مقارنة إمكانات الوقود الأخرى بتفاعل D–T: يوضح الجدول أدناه درجة حرارة الاشتعال والمقطع العرضي لثلاثة من التفاعلات الأنترونية المرشحة، مقارنةً بتفاعل D–T:

ردود أفعال المرشحين
رد فعل	اشتعال ت [كيلو إلكترون فولت]	المقطع العرضي σv / T ² [م ³ /ثانية/كيلو إلكترون فولت ² ]
² ₁د -³ ₁ت	13.6	1.24 × 10 ⁻²⁴
² ₁د -³ ₂هو	58	2.24 × 10 ⁻²⁶
ص ⁺ –⁶ ₃لي	66	1.46 × 10 ⁻²⁷
ص ⁺ –¹¹ ₅ب	123	3.01 × 10 ⁻²⁷

إن أسهل التفاعلات الأنترونية في الاشتعال هو D- ^3He ، الذي يتمتع بدرجة حرارة اشتعال أعلى بأربع مرات من درجة حرارة اشتعال تفاعل D-T، وبالتالي مقاطع عرضية أقل، في حين أن تفاعل p- ^11B يكون أكثر صعوبة في الاشتعال بنحو عشر مرات.

ردود أفعال المرشحين

لا تنتج العديد من تفاعلات الاندماج أي نيوترونات على أي من فروعها. وتشمل التفاعلات التي لها أكبر المقاطع العرضية ما يلي:

التفاعلات اللانيوترونية ذات المقطع العرضي النووي العالي ^[1]
النظائر	رد فعل
² ₁د -³ ₂هو	² د	+	³ هو	→		⁴ هو	+	¹ ص	+ 18.3 مليون إلكترون فولت
² ₁د -⁶ ₃لي	² د	+	⁶ لي	→	2	⁴ هو			+ 22.4 مليون إلكترون فولت
ص–⁶ ₃لي	¹ ص	+	⁶ لي	→		⁴ هو	+	³ هو	+ 4.0 ميجا إلكترون فولت
³ ₂هو -⁶ ₃لي	³ هو	+	⁶ لي	→	2	⁴ هو	+	¹ ص	+ 16.9 مليون إلكترون فولت
³ ₂هو -³ ₂هو	³ هو	+	³ هو	→		⁴ هو	+	2 ¹ ص	+ 12.86 ميجا إلكترون فولت
ص–⁷ ₃لي	¹ ص	+	⁷ لي	→	2	⁴ هو			+ 17.2 مليون إلكترون فولت
ص–¹¹ ₅ب	¹ ص	+	¹¹ ب	→	3	⁴ هو			+ 8.7 مليون إلكترون فولت
ص–¹⁵ ₇ن	¹ ص	+	¹⁵ شمالا	→		¹² ج	+	⁴ هو	+ 5.0 ميجا إلكترون فولت

الوقود المرشح

³هو

لقد تمت دراسة تفاعل ³ He–D باعتباره بلازما اندماجية بديلة لأنه يحتوي على أدنى عتبة طاقة.

لا تكون معدلات تفاعل p– ⁶ Li و ³ He– ⁶ Li و ³ He– ³ He عالية بشكل خاص في البلازما الحرارية. ومع ذلك، عند التعامل معها كسلسلة، فإنها توفر إمكانية تعزيز التفاعلية بسبب التوزيع غير الحراري . يمكن أن يشارك المنتج ³ He من تفاعل p– ⁶ Li في التفاعل الثاني قبل التسخين الحراري، ويمكن أن يشارك المنتج p من ³ He– ⁶ Li في التفاعل الأول قبل التسخين الحراري. ومع ذلك، لا تظهر التحليلات التفصيلية تعزيزًا كافيًا للتفاعلية للتغلب على المقطع العرضي المنخفض بطبيعته. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تعاني تفاعلات الهليوم ³ من مشكلة توفر الهليوم ^{3. يوجد الهليوم}³ بكميات ضئيلة للغاية على الأرض، لذا يتعين إنتاجه إما من تفاعلات النيوترون (مما يعاكس الميزة المحتملة للاندماج اللانيوتروني) ^{[ يحتاج إلى توضيح ]} أو استخراجه من مصادر خارج كوكب الأرض.

يمكن أيضًا وصف كمية ³ He المطلوبة للتطبيقات واسعة النطاق من حيث الاستهلاك الإجمالي: وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية ، "بلغ إجمالي استهلاك الكهرباء من قبل 107 مليون أسرة أمريكية في عام 2001 حوالي 1140 مليار كيلووات ساعة" (1.14 × 10 ¹⁵ واط ساعة ). مرة أخرى، بافتراض كفاءة تحويل 100%، ستكون هناك حاجة إلى 6.7 طن سنويًا من ³ He لهذا القطاع من الطلب على الطاقة في الولايات المتحدة، 15 إلى 20 طنًا سنويًا في حالة كفاءة تحويل أكثر واقعية من البداية إلى النهاية. إن استخراج هذه الكمية من ³ He النقي يستلزم معالجة 2 مليار طن من المواد القمرية سنويًا، حتى بافتراض معدل استرداد 100%. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

في عام 2022، ادعت شركة هيليون إنيرجي أن نموذجها الأولي السابع للاندماج (بولاريس؛ ممول بالكامل وتحت الإنشاء اعتبارًا من سبتمبر 2022) سيُظهر "الكهرباء الصافية من الاندماج"، وسيُظهر "إنتاج الهيليوم 3 من خلال اندماج الديوتيريوم - الديوتيريوم" عن طريق "دورة وقود مغلقة عالية الكفاءة حاصلة على براءة اختراع". ^[23]

الديوتيريوم

على الرغم من أن تفاعلات الديوتيريوم (الديوتيريوم + ³ He والديوتيريوم + ⁶ Lithium) لا تطلق في حد ذاتها نيوترونات، إلا أن البلازما في مفاعل الاندماج ستنتج أيضًا تفاعلات جانبية D–D تؤدي إلى ناتج تفاعل ³ He بالإضافة إلى نيوترون. على الرغم من أنه يمكن تقليل إنتاج النيوترونات عن طريق تشغيل تفاعل بلازما ساخن وخالي من الديوتيريوم، إلا أن نسبة الطاقة المنبعثة على شكل نيوترونات ربما تكون عدة في المائة، بحيث لا تفي دورات الوقود هذه، على الرغم من افتقارها إلى النيوترونات، بالعتبة 1٪. انظر ³ He . يعاني تفاعل D– ³ He أيضًا من مشكلة توفر وقود ³ He، كما تمت مناقشته أعلاه.

الليثيوم

تمت دراسة تفاعلات الاندماج التي تتضمن الليثيوم جيدًا بسبب استخدام الليثيوم في إنتاج التريتيوم في الأسلحة النووية الحرارية . وهي متوسطة في صعوبة الاشتعال بين التفاعلات التي تتضمن الأنواع ذات العدد الذري الأقل، مثل H وHe، وتفاعل ^11B .

على الرغم من أن تفاعل p– ⁷ Li عالي الطاقة، فإنه يطلق النيوترونات بسبب المقطع العرضي العالي لتفاعل إنتاج النيوترونات البديل ¹ p + ⁷ Li → ⁷ Be + n ^[24]

البورون

تُركِّز العديد من الدراسات الخاصة بالاندماج اللانيوتروني على تفاعل p– ^11B ، ^[25]^[26] الذي يستخدم وقودًا متاحًا بسهولة. ينتج عن اندماج نواة البورون مع بروتون جسيمات ألفا نشطة (نوى الهيليوم).

نظرًا لأن إشعال تفاعل p- ^11B أصعب بكثير من تفاعل D-T، فعادةً ما يتم اقتراح بدائل لمفاعلات الاندماج التوكاماك المعتادة ، مثل الاندماج بالاحتجاز بالقصور الذاتي . ^[27] تستخدم إحدى الطرق المقترحة ليزرًا واحدًا لإنشاء بلازما بورون-11 وآخر لإنشاء تيار من البروتونات التي تصطدم بالبلازما. ينتج شعاع البروتون زيادة في الاندماج بمقدار عشرة أضعاف لأن البروتونات ونوى البورون تصطدم مباشرة. استخدمت الطرق السابقة هدفًا صلبًا من البورون، "محميًا" بإلكتروناته، مما قلل من معدل الاندماج. ^[28] تشير التجارب إلى أن نبضة ليزر بمقياس بيتا وات يمكن أن تطلق تفاعل اندماج "انهيار جليدي"، ^[27]^[29] على الرغم من أن هذا لا يزال مثيرًا للجدل. ^[30] تستمر البلازما حوالي نانوثانية واحدة ، مما يتطلب مزامنة نبضة البيكو ثانية من البروتونات بدقة. على عكس الطرق التقليدية، لا يتطلب هذا النهج بلازما محصورة مغناطيسيًا. يسبق شعاع البروتون شعاع من الإلكترونات، يتم توليده بواسطة نفس الليزر، والذي يقوم بتجريد الإلكترونات في بلازما البورون، مما يزيد من فرصة اصطدام البروتونات بنوى البورون والاندماج. ^[28]

الإشعاع المتبقي

تظهر الحسابات أن ما لا يقل عن 0.1% من التفاعلات في البلازما الحرارية p– ^11B تنتج نيوترونات، على الرغم من أن طاقتها تمثل أقل من 0.2% من إجمالي الطاقة المنبعثة. ^[31]

تأتي هذه النيوترونات في المقام الأول من التفاعل: ^[32]

¹¹ ب + α → ¹⁴ ن + ن + 157 كيلو إلكترون فولت

ينتج التفاعل نفسه 157 كيلو إلكترون فولت فقط، لكن النيوترون يحمل جزءًا كبيرًا من طاقة ألفا، وهو قريب من _{الاندماج}E /3 =2.9 ميجا إلكترون فولت . مصدر مهم آخر للنيوترونات هو:

¹¹ B + p → ¹¹ C + n − 2.8 ميجا إلكترون فولت.

هذه النيوترونات أقل طاقة، حيث تبلغ طاقتها درجة حرارة الوقود. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكربون ¹¹ نفسه مشع، لكنه يتحلل بسرعة إلى بورون ¹¹ بنصف عمر يبلغ 20 دقيقة فقط.

وبما أن هذه التفاعلات تتضمن المتفاعلات والمنتجات للتفاعل الأولي، فمن الصعب خفض إنتاج النيوترونات بنسبة كبيرة. ومن الممكن من حيث المبدأ أن يعمل مخطط الاحتواء المغناطيسي الذكي على قمع التفاعل الأول من خلال استخراج جسيمات ألفا أثناء تكوينها، ولكن عندئذ لن تكون طاقتها متاحة للحفاظ على البلازما ساخنة. ومن الممكن من حيث المبدأ قمع التفاعل الثاني نسبة إلى الاندماج المطلوب من خلال إزالة ذيل الطاقة العالية لتوزيع الأيونات، ولكن هذا ربما يكون محظوراً بسبب القوة المطلوبة لمنع التوزيع من التحول الحراري.

بالإضافة إلى النيوترونات، يتم إنتاج كميات كبيرة من الأشعة السينية الصلبة بواسطة إشعاع الكبح ، ويتم إنتاج أشعة جاما بقوة 4 و12 و16 ميجا إلكترون فولت بواسطة تفاعل الاندماج.

¹¹ ب + ص → ¹² ج + γ + 16.0 ميجا إلكترون فولت

مع احتمالية تفرع بالنسبة لتفاعل الاندماج الأولي تبلغ حوالي 10 ⁻⁴ . ^{[ملاحظة 1]}

يجب أن يكون الهيدروجين نقيًا نظيريًا ويجب التحكم في تدفق الشوائب إلى البلازما لمنع التفاعلات الجانبية المنتجة للنيوترونات مثل:

¹¹ ب + د → ¹² كربون + ن + 13.7 مليون إلكترون فولت

د + د → ³ هيليوم + ن + 3.27 ميجا إلكترون فولت

يقلل تصميم الدرع من الجرعة المهنية لكل من إشعاع النيوترونات وجاما إلى مستوى لا يُذكَر. المكونات الأساسية هي الماء (لتعديل النيوترونات السريعة)، والبورون (لامتصاص النيوترونات المعتدلة) والمعادن (لامتصاص الأشعة السينية). يُقدَّر السمك الإجمالي بحوالي متر واحد، معظمه من الماء. ^[33]

النهج

HB11 الطاقة

تستخدم HB11 Energy آلافًا من أشعة الليزر المدمجة المضخوخة بالديود. وهذا يسمح لأشعة الليزر التي يتم إنتاجها بكميات كبيرة والأقل تكلفة والتي تعمل بالكيلوجول بتوصيل ميجاجول إلى الهدف. ^[34] يوفر نظام الليزر ثنائي النبضات الناتج عن النانوثانية والبيكوثانية مدخلات الجيل التالي. يستخدم النهج طاقة نبضية (طلقات). تحترق حبيبات الوقود بمعدل حوالي 1 في الثانية. تعمل الطاقة المنبعثة على تشغيل مولد دورة بخار تقليدي. ^[34]

تكنولوجيا الليزر

لقد زادت قوة الليزر بمعدل 10 ^3x /العقد وسط انخفاض التكاليف. وتشمل التطورات: ^[34]

تقوم أجهزة الليزر ذات الحالة الصلبة المضخوخة بالثنائيات (DPSSLs) بتحويل المزيد من المدخلات الكهربائية إلى ضوء، مما يقلل من الحرارة المهدرة.

تضخيم النبضات البصرية المعيارية (OPCPA): تستخدم هذه الأنظمة عمليات بصرية غير خطية لتقليل الحمل الحراري وزيادة الكفاءة.

ضغط النبضات المعتمد على البلازما: يمكن استخدام البلازما لضغط نبضات الليزر، مما يؤدي إلى تحقيق طاقة ذروة عالية مع الحد الأدنى من فقدان الطاقة.

تقوم تقنية الجمع الشعاعي المتماسك (CBC) بدمج حزم متعددة في حزمة واحدة أكثر قوة، مما يؤدي إلى توزيع الحمل الحراري عبر حزم متعددة مع الجمع بين طاقتها بشكل متماسك.

تعتبر أنظمة التبريد بالغاز أو التبريد العميق الفعالة ضرورية لتشغيل أجهزة الليزر عالية الطاقة.

توفر الوسائط المكسبة، مثل بلورات أو سيراميك الإيتربيوم، خصائص حرارية أفضل وقدرات تخزين طاقة أعلى.

قام الباحثون بتصميم نموذج أولي لليزر أحادي الشريحة من التيتانيوم والياقوت، وهو أصغر بـ10 ^مرات و4 ^مرات أقل تكلفة من النماذج السابقة.

التقاط الطاقة

ينتج الاندماج اللانيوتروني طاقة في شكل جسيمات مشحونة بدلاً من النيوترونات . وهذا يعني أنه يمكن التقاط الطاقة من الاندماج اللانيوتروني بشكل مباشر بدلاً من تفجير النيوترونات على هدف لغلي شيء ما. يمكن أن يكون التحويل المباشر إما استقرائيًا، بناءً على التغيرات في المجالات المغناطيسية، أو كهروستاتيكيًا، بناءً على تحريض الجسيمات المشحونة ضد المجال الكهربائي، أو كهروضوئيًا، حيث يتم التقاط طاقة الضوء في وضع نبضي. ^[35]

يستخدم التحويل الكهروستاتيكي حركة الجسيمات المشحونة لإنشاء جهد ينتج تيارًا كهربائيًا. إنه عكس الظاهرة التي تستخدم الجهد لتحريك الجسيم. وقد تم وصفه بأنه مسرع خطي يعمل للخلف. ^[36]

يفقد الاندماج اللانيوتروني الكثير من طاقته على شكل ضوء. وتنتج هذه الطاقة عن تسارع وتباطؤ الجسيمات المشحونة. ويمكن أن تحدث هذه التغيرات في السرعة بسبب إشعاع الكبح أو إشعاع السيكلوترون أو إشعاع السنكروترون أو تفاعلات المجال الكهربائي. ويمكن تقدير الإشعاع باستخدام صيغة لارمور ويأتي في أطياف الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء. ويمكن تحويل بعض الطاقة المنبعثة كأشعة سينية مباشرة إلى كهرباء. وبسبب التأثير الكهروضوئي ، تنقل الأشعة السينية التي تمر عبر مجموعة من الرقائق الموصلة بعض طاقتها إلى الإلكترونات، والتي يمكن بعد ذلك التقاطها كهروستاتيكيًا. ونظرًا لأن الأشعة السينية يمكن أن تمر عبر مادة ذات سمك أكبر بكثير من الإلكترونات، فإن الأمر يتطلب مئات أو آلاف الطبقات لامتصاصها. ^[37]

التحديات التقنية

تواجه عملية تسويق الاندماج اللانيوتروني العديد من التحديات.

درجة حرارة

لقد اتجهت الغالبية العظمى من أبحاث الاندماج نحو اندماج الديوتيريوم-الديوتيريوم، وهو الأسهل في التحقيق. تستخدم تجارب الاندماج عادةً اندماج الديوتيريوم-الديوتيريوم (D–D) لأن الديوتيريوم رخيص وسهل التعامل معه، كونه غير مشع. أما إجراء التجارب باستخدام اندماج الديوتيريوم-الديوتيريوم فهو أكثر صعوبة لأن التريتيوم مكلف ومشع، ويتطلب تدابير حماية بيئية إضافية وتدابير أمان.

إن الجمع بين المقطع العرضي المنخفض ومعدلات الخسارة الأعلى في اندماج D- ^3He يتعارض إلى حد ما لأن المتفاعلات عبارة عن جسيمات مشحونة بشكل أساسي تودع طاقتها في البلازما. يتطلب هذا الجمع بين ميزات التعويض درجة حرارة تشغيل تبلغ حوالي أربعة أضعاف درجة حرارة نظام D-T. ومع ذلك، نظرًا لمعدلات الخسارة العالية والدورة السريعة للطاقة الناتجة، فإن وقت احتجاز المفاعل العامل يجب أن يكون أعلى بحوالي خمسين مرة من D-T، وكثافة الطاقة أعلى بحوالي 80 مرة. وهذا يتطلب تقدمًا كبيرًا في فيزياء البلازما. ^[38]

يتطلب اندماج البروتون والبورون طاقات أيونية، وبالتالي درجات حرارة البلازما، أعلى بحوالي تسعة أضعاف من تلك الخاصة باندماج D-T. بالنسبة لأي كثافة معينة للنوى المتفاعلة، يصل معدل تفاعل البروتون والبورون إلى ذروته عند حوالي 600 كيلو فولت (6.6 مليار درجة مئوية أو 6.6 جيجا كلفن ) ^[39] بينما يبلغ D-T ذروته عند حوالي 66 كيلو فولت (765 مليون درجة مئوية، أو 0.765 جيجا كلفن). بالنسبة لمفاهيم الاحتواء المحدود بالضغط، تكون درجات حرارة التشغيل المثلى أقل بحوالي 5 مرات، ولكن النسبة لا تزال تقريبًا عشرة إلى واحد.

توازن القوة

معدل التفاعل الأقصى لـ p– ¹¹ B هو ثلث معدل D–T فقط، مما يتطلب احتواءً أفضل للبلازما. يتميز الاحتواء عادةً بالوقت τ الذي يتم فيه الاحتفاظ بالطاقة بحيث تتجاوز الطاقة المنبعثة تلك المطلوبة لتسخين البلازما. يمكن استنباط متطلبات مختلفة، وأكثرها شيوعًا معيار لوسون، وحاصل ضرب الكثافة، nτ ، وحاصل ضرب الضغط nTτ . إن nτ المطلوب لـ p– ¹¹ B أعلى بمقدار 45 مرة من D–T. إن nTτ المطلوب أعلى بمقدار 500 مرة. ^{[ملاحظة 2]} نظرًا لأن خصائص الاحتواء لطرق الاندماج التقليدية، مثل اندماج التوكاماك وحبيبات الليزر هامشية، فإن معظم المقترحات الأنترونية تستخدم مفاهيم احتواء مختلفة جذريًا.

في معظم بلازما الاندماج، يكون إشعاع الكبح قناة رئيسية لفقدان الطاقة. (انظر أيضًا خسائر الكبح في البلازما شبه المحايدة والمتساوية الخواص .) بالنسبة لتفاعل p– ^11B ، تشير بعض الحسابات إلى أن طاقة الكبح ستكون أكبر بمقدار 1.74 مرة على الأقل من طاقة الاندماج. النسبة المقابلة لتفاعل ³ He– ³ He أكثر ملاءمة قليلاً عند 1.39. هذا لا ينطبق على البلازما غير المحايدة، ويختلف في البلازما المتباينة الخواص.

في تصميمات المفاعلات التقليدية، سواء كانت تعتمد على الحبس المغناطيسي أو القصور الذاتي ، يمكن لإشعاع الكبح أن يهرب بسهولة من البلازما ويعتبر مصطلحًا لفقدان الطاقة النقية. ستكون التوقعات أكثر ملاءمة إذا كان بإمكان البلازما إعادة امتصاص الإشعاع. يحدث الامتصاص في المقام الأول عن طريق تشتت طومسون على الإلكترونات ، ^[40] والتي لها مقطع عرضي إجمالي σ _T = 6.65 × 10 ⁻²⁹ م ^2. في خليط من 50 إلى 50 من D–T، يتوافق هذا مع نطاق6.3 جم/سم ² . ^[41] وهذا أعلى بكثير من معيار لوسون ρR > 1 جم/سم ² ، والذي يصعب تحقيقه بالفعل، ولكن قد يكون قابلاً للتحقيق في أنظمة الاحتجاز بالقصور الذاتي. ^[42]

في المجالات المغناطيسية بقوة ميجا تسلا، قد يعمل التأثير الميكانيكي الكمومي على قمع نقل الطاقة من الأيونات إلى الإلكترونات. ^[43] ووفقًا لأحد الحسابات، ^[44] يمكن تقليل خسائر الكبح إلى نصف قوة الاندماج أو أقل. في مجال مغناطيسي قوي ، يكون إشعاع السيكلوترون أكبر من إشعاع الكبح. في مجال ميجا تسلا، يفقد الإلكترون طاقته بسبب إشعاع السيكلوترون في غضون بضعة بيكو ثانية إذا كان الإشعاع قادرًا على الهروب. ومع ذلك، في بلازما كثيفة بدرجة كافية ( n _e >2.5 × 10 ³⁰ م ⁻³ ، وهي كثافة أكبر من كثافة مادة صلبة ^[45] ، ويكون تردد السيكلوترون أقل من ضعف تردد البلازما . وفي هذه الحالة المعروفة، يتم حبس إشعاع السيكلوترون داخل البلازمويد ولا يمكنه الهروب، إلا من طبقة سطحية رقيقة للغاية.

في حين لم يتم تحقيق حقول ميجا تسلا بعد، فقد تم إنتاج حقول تبلغ 0.3 ميجا تسلا باستخدام أشعة الليزر عالية الكثافة، ^[46] وتمت ملاحظة حقول تبلغ 0.02–0.04 ميجا تسلا باستخدام جهاز التركيز البلازمي الكثيف . ^[47]^[48]

عند كثافات أعلى بكثير ( n _e >6.7 × 10 ⁻³⁴ م ⁻³ )، سوف تتحلل الإلكترونات إلى فيرمي ، مما يقمع خسائر الكبح، سواء بشكل مباشر أو عن طريق تقليل نقل الطاقة من الأيونات إلى الإلكترونات. ^[49] إذا أمكن تحقيق الظروف اللازمة، فقد يكون إنتاج الطاقة الصافية من وقود p- ^11B أو D ^-3He ممكنًا. ومع ذلك، تظل احتمالية وجود مفاعل قابل للتطبيق بناءً على هذا التأثير فقط منخفضة، لأن المكسب من المتوقع أن يكون أقل من 20، بينما يُعتبر أكثر من 200 ضروريًا عادةً.

كثافة الطاقة

في كل تصميم منشور لمحطة طاقة الاندماج، يكون الجزء من المحطة الذي ينتج تفاعلات الاندماج أكثر تكلفة بكثير من الجزء الذي يحول الطاقة النووية إلى كهرباء. وفي هذه الحالة، كما هو الحال في معظم أنظمة الطاقة، تعد كثافة الطاقة سمة مهمة. ^{[ملاحظة 3]} إن مضاعفة كثافة الطاقة تقلل تكلفة الكهرباء إلى النصف على الأقل. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد وقت الاحتجاز المطلوب على كثافة الطاقة.

ولكن ليس من السهل مقارنة كثافة الطاقة الناتجة عن دورات الوقود الاندماجي المختلفة. والحالة الأكثر ملاءمة لوقود p– ^11B مقارنة بوقود D–T هي جهاز احتجاز (افتراضي) يعمل بشكل جيد فقط عند درجات حرارة أيونية أعلى من حوالي 400 كيلو فولت، حيث تكون معامل معدل التفاعل σv متساويًا للوقودين، والذي يعمل بدرجة حرارة منخفضة للإلكترون. ولا يتطلب p– ^11B وقت احتجاز طويلًا لأن طاقة منتجاته المشحونة أعلى مرتين ونصف المرة من طاقة D–T. ومع ذلك، فإن تخفيف هذه الافتراضات، على سبيل المثال من خلال النظر في الإلكترونات الساخنة، أو السماح لتفاعل D–T بالعمل عند درجة حرارة أقل أو تضمين طاقة النيوترونات في الحساب، يحول ميزة كثافة الطاقة إلى D–T.

الافتراض الأكثر شيوعًا هو مقارنة كثافات القدرة عند نفس الضغط، واختيار درجة حرارة الأيون لكل تفاعل لتعظيم كثافة القدرة، مع تساوي درجة حرارة الإلكترون مع درجة حرارة الأيون. على الرغم من أن مخططات الاحتواء يمكن أن تكون محدودة في بعض الأحيان بعوامل أخرى، إلا أن معظم المخططات التي تم التحقيق فيها جيدًا لها نوع من حد الضغط. وفقًا لهذه الافتراضات، تكون كثافة القدرة لـ p- ^11B حواليأصغر بمقدار 2100 مرة من النسبة الخاصة بـ D–T. يؤدي استخدام الإلكترونات الباردة إلى خفض النسبة إلى حوالي 700. هذه الأرقام هي مؤشر آخر على أن طاقة الاندماج اللانيوتروني غير ممكنة مع مفاهيم الاحتواء الرئيسية.

انظر أيضا

ملحوظات

^ كما هو الحال مع جرعة النيوترون، فإن الحماية ضرورية مع هذا المستوى من إشعاع جاما. وسوف ينطبق حساب النيوترون في الملاحظة السابقة إذا تم خفض معدل الإنتاج بمقدار عشرة أضعاف وخفض عامل الجودة من 20 إلى 1. وبدون الحماية، فإن الجرعة المهنية من مفاعل صغير (30 كيلو وات) سوف يتم الوصول إليها في غضون ساعة تقريبًا.
^ يفترض كلا الشكلين أن الإلكترونات لها نفس درجة حرارة الأيونات. إذا كان التشغيل بالإلكترونات الباردة ممكنًا، كما هو موضح أدناه، فإن العيب النسبي لـ p– ¹¹ B سيكون أصغر بعامل ثلاثة، كما تم حسابه هنا .
^ تتضمن مقارنة نوعين مختلفين من أنظمة الطاقة العديد من العوامل بالإضافة إلى كثافة الطاقة. ومن أهم هذه العوامل حجم الطاقة المنتجة مقارنة بالحجم الإجمالي للجهاز، وتكلفة الجهاز وتعقيده. وعلى النقيض من ذلك، فإن مقارنة دورتين مختلفتين للوقود في نفس النوع من الآلات تكون أكثر قوة بشكل عام.

مراجع

^ abc Harms, AA; Schoepf, Klaus F.; Kingdon, David Ross (2000). Principles of Fusion Energy: An Introduction to Fusion Energy for Students of Science and Engineering. World Scientific. ص 8-11. ISBN 978-981-238-033-3.
^ لاري تي كوكس جونيور، فرانكلين بي ميد جونيور وتشان كيه تشوي جونيور، (1990). "قائمة التفاعلات النووية الحرارية مع بيانات المقطع العرضي لأربعة تفاعلات متقدمة"، تكنولوجيا الاندماج، المجلد 18 ، العدد 2. تم الاسترجاع في 2019-05-07.
^ "Mirror Systems: Fuel Cycles, Loss Reduction and Energy Recovery" RF Post, BNES Nuclear Fusion Reactor Conference at Culham Labs, September 1969
^ "نتائج تجريبية من محول مباشر للحزمة عند 100 كيلو فولت" دبليو إل بار، و آر دبليو موير و جي هاملتون، 3 ديسمبر 1981، مجلة طاقة الاندماج، المجلد 2، العدد 2، 1982
^ Bussard, RW & Jameson LW, Inertial-Electrostatic-Fusion Propulsion Spectrum: Air-Breathing to Interstellar Flight Archived 2007-09-30 at the Wayback Machine , Journal of Propulsion and Power المجلد 11، العدد 2، مارس-أبريل 1995
^ "هل ينبغي لجوجل أن تتجه للطاقة النووية؟ الطاقة النووية النظيفة والرخيصة (لا، حقًا)". يوتيوب . 9 نوفمبر 2006. تم الاسترجاع في 2022-04-03 .
^ Belyaev, VS; et al. (2005). "Observation of neutronless fusion interactions in picosecond laser plasmas" (PDF) . Physical Review E. 72 ( 2): 026406. Bibcode :2005PhRvE..72b6406B. doi :10.1103/physreve.72.026406. PMID 16196717.، كما ذكر في news@nature.com في 26 أغسطس 2005: تعمل أشعة الليزر على تحفيز الاندماج الأنظف
^ مالكولم هاينز وآخرون، تسخين الأيونات اللزج من خلال عدم استقرار MHD المشبع على نطاق دقيق في Z-Pinch عند درجة حرارة 200-300 كيلو فولت؛ Phys. Rev. Lett. 96، 075003 (2006)
^ ليرنر، إيريك جيه. (28 يناير 2011). "نظرية وبرنامج تجريبي لاندماج p-B11 مع التركيز البلازمي الكثيف". مجلة طاقة الاندماج . 30 (5): 367-376. رمز Bibcode :2011JFuE...30..367L. doi :10.1007/s10894-011-9385-4. S2CID 122230379.
^ "التركيز على الاندماج: أسرع طريق للحصول على طاقة رخيصة ونظيفة".
^ عقد JPL 959962، عقد JPL 959962
^ "جامعة إلينوي للدفع الفضائي". مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2011.
^ ab "تسجيل معدل قياسي لاندماج البروتون والبورون | FuseNet". 2014-12-02. مؤرشف من الأصل في 2014-12-02 . تم الاسترجاع 2022-03-29 .
^ بيران وانج (2 فبراير 2018). "يمكن لليزر بقوة 100 بيتاواط توليد المادة المضادة من الفراغ وإنشاء اندماج نووي تجاري". NextBigFuture .
^ "تزعم شركة TAE Technologies أنها حققت إنجازًا بارزًا في مجال طاقة الاندماج، وتتوقع تسويقها تجاريًا بحلول عام 2030". TechCrunch . 8 أبريل 2021 . تم الاسترجاع في 2021-04-10 .
^ كوريلينكوف، يو. ك.؛ أوجينوف، إيه في؛ تاراكانوف، في بي؛ جوس'كوف، إس. يو.؛ سامويلوف، إس (2021-04-22). "اندماج البروتون والبورون في مخطط مضغوط للحبس التذبذبي للبلازما". المراجعة الفيزيائية 103 (4): 043208. رمز Bibcode : 2021PhRvE.103d3208K. doi : 10.1103/PhysRevE.103.043208. PMID 34005891. S2CID 234780631.
^ "hb11.energy". موقع HB11 Energy .
^ مارغارون، دانييل؛ بونفاليت، جوليان؛ جيوفريدا، لورينزو؛ موراس، أليسيو؛ كانتاريلو، فاسيليكي؛ توسكا، ماركو؛ رافستين، ديدييه؛ نيكولاي، فيليب؛ بيتشيوتو، أنتونينو؛ آبي، يوكي؛ أريكاوا، ياسونوبو (يناير 2022). "الاندماج النووي بين البروتون والبورون في الهدف باستخدام ليزر من فئة PW". العلوم التطبيقية . 12 (3): 1444. doi : 10.3390/app12031444 . ISSN 2076-3417.
^ Blain, Loz (2022-03-29). "اختبار اندماج الهيدروجين والبورون بالليزر HB11 يعطي نتائج رائدة". New Atlas . تم الاسترجاع في 2022-03-29 .
^ "الجمعية العامة رقم 2731، ولاية نيوجيرسي، الدورة التشريعية رقم 212". Njleg.state.nj.us. 2 مارس 2006. تم الاسترجاع في 2012-04-01 .
^ J. Reece Roth (1989). "Space Applications of Fusion Energy"، Fusion Technology، المجلد 15 ، العدد 3. تم استرجاعه في 2019-05-07.
^ راينر فيلدباشر ومانفريد هايندلر (1 أغسطس 1988). "بيانات المقطع العرضي الأساسية للمفاعل الأنتروني"، الأجهزة والطرق النووية في أبحاث الفيزياء القسم أ: المعجلات وأجهزة قياس الطيف وأجهزة الكشف والمعدات المرتبطة بها، المجلد 271 ، العدد 1، ص 55-64. DOI: 10.1016/0168-9002(88)91125-4.
^ "Helion FAQ" . تم الاسترجاع في 29 سبتمبر 2022 .
^ SG Mashnik، MB Chadwick، HG Hughes، RC Little، RE MacFarlane، LS Waters، وPG Young، "مكتبة البيانات النووية 7Li(p,n) لطاقات البروتونات العرضية حتى 150 MEV"، 8 فبراير 2008. ArXiv (تم استرجاعه في 17 يناير 2017)
^ نيفينز، دبليو إم (1998). "مراجعة متطلبات الاحتواء للوقود المتقدم". مجلة طاقة الاندماج . 17 (1): 25-32. رمز Bibcode :1998JFuE...17...25N. doi :10.1023/A:1022513215080. S2CID 118229833.
^ بيلشر، بات (2010-01-11). "هل الاختراق النووي حل سحري لأزمة الطاقة؟" . صحيفة الإندبندنت . لندن. مؤرشف من الأصل في 2022-05-07 . تم الاسترجاع في 2010-04-25 .
^ ab "الاندماج الوظيفي للهيدروجين والبورون قد يكون هنا "في غضون العقد المقبل"، مدعومًا بأشعة الليزر الضخمة". ZME Science . 2017-12-15 . تم الاسترجاع في 2017-12-16 .
^ ab Cowen, R.. (2013). "اندماج البورون بالليزرين ينير الطريق إلى طاقة خالية من الإشعاع". Nature . doi :10.1038/nature.2013.13914. S2CID 137981473.
^ Hora, H.; Eliezer, S.; Kirchhoff, GJ; Nissim, N.; Wang, JX; Lalousis, P.; Xu, YX; Miley, GH; Martinez-Val, JM (ديسمبر 2017). "خريطة الطريق إلى الطاقة النظيفة باستخدام إشعال شعاع الليزر لاندماج البورون والهيدروجين". أشعة الليزر والجسيمات . 35 (4): 730-740. رمز Bibcode :2017LPB....35..730H. doi : 10.1017/s0263034617000799 . ISSN 0263-0346.
^ Belloni, F.; Margarone, D.; Picciotto, A.; Schillaci, F.; Giuffrida, L. (فبراير 2018). "حول تعزيز معدل تفاعل اندماج p-11B في البلازما المدفوعة بالليزر عن طريق نقل طاقة التصادم α → p". فيزياء البلازما . 25 (2): 020701. Bibcode :2018PhPl...25b0701B. doi :10.1063/1.5007923.
^ Heindler and Kernbichler, Proc. 5th Intl. Conf. on Emerging Nuclear Energy Systems, 1989, pp. 177–82. ورغم أن نسبة 0.1% تشكل جزءًا صغيرًا، فإن معدل الجرعة لا يزال مرتفعًا بما يكفي ليتطلب حماية جيدة للغاية، كما يتضح من الحساب التالي. لنفترض أن لدينا مفاعلًا صغيرًا للغاية ينتج 30 كيلو وات من إجمالي طاقة الاندماج (قد ينتج مفاعل طاقة كامل النطاق 100000 مرة أكثر من ذلك) و30 وات في شكل نيوترونات. إذا لم يكن هناك حجب كبير، فقد يعترض عامل في الغرفة المجاورة، على بعد 10 أمتار، (0.5 م ² )/(4 باي (10 م) ² ) = 4×10 ⁻⁴ من هذه القوة، أي 0.012 وات. مع كتلة جسم 70 كجم وتعريف 1 جراي = 1 جول/كجم، نجد معدل جرعة 0.00017 جراي/ثانية. باستخدام عامل جودة 20 للنيوترونات السريعة، فإن هذا يعادل 3.4 مللي سيفرت . سيتم الوصول إلى الجرعة المهنية السنوية القصوى البالغة 50 ميكروسيفرت في 15 ثانية، وسيتم الوصول إلى الجرعة المميتة ( LD ₅₀ ) البالغة 5 سيفرت في نصف ساعة. إذا لم يتم اتخاذ احتياطات فعالة للغاية، فإن النيوترونات ستعمل أيضًا على تنشيط الهيكل بحيث يكون الصيانة عن بعد والتخلص من النفايات المشعة ضروريين.
^ W. Kernbichler, R. Feldbacher, M. Heindler. "التحليل المعياري لـ p– ^11B كوقود مفاعل متقدم" في فيزياء البلازما وأبحاث الاندماج النووي المتحكم فيها (وقائع المؤتمر الدولي العاشر، لندن، 1984) IAEA-CN-44/II-6. المجلد 3 (الوكالة الدولية للطاقة الذرية، فيينا، 1987).
^ El Guebaly, Laial, A., خيارات تصميم الدروع وتأثيرها على حجم المفاعل وتكلفته بالنسبة لمفاعل الوقود المتقدم Aploo, Proceedings- Symposium on Fusion Engineering, v.1, 1989, pp.388–391. يشير هذا التصميم إلى D–He3، الذي ينتج في الواقع نيوترونات أكثر من وقود p– ^11B .
^ abc Wang, Brian (2024-08-02). "ما الذي يمكنه حل الطلب الهائل على الطاقة في المستقبل مع الذكاء الاصطناعي الوفير؟". المستقبل الكبير القادم . تم الاسترجاع في 2024-08-04 .
^ Miley, GH, et al., Conceptual design for a B- ³ He IEC Pilot plant, Proceedings—Symposium on Fusion Engineering, المجلد 1، 1993، ص 161-164؛ LJ Perkins et al., Novel Fusion energy Conversion Methods, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, A271، 1988، ص 188-196
^ موير، رالف دبليو. "التحويل المباشر للطاقة في مفاعلات الاندماج". دليل تكنولوجيا الطاقة 5 (1977): 150-54. الويب. 16 أبريل 2013.
^ Quimby, DC, مخطط تحويل طاقة الأشعة السينية عالية الكفاءة الحرارية للمفاعلات الاندماجية المتقدمة، منشور ASTM التقني الخاص، المجلد 2، 1977، ص 1161-1165
^ موتيفالي، سيد محمد؛ فدائي، فرشته (7 فبراير 2015). “مقارنة بين حالة حرق الديوتيريوم – التريتيوم والديوتيريوم – الهيليوم -3 وحدود الثبات”. Zeitschrift für Naturforschung . 70 (2): 79-84. بيب كود :2015ZNatA..70...79M. دوى : 10.1515/zna-2014-0134 . S2CID 102245369.
^ ليرنر، إيريك جيه؛ تيري، روبرت إي. (2007-10-16). "التقدم نحو اندماج pB11 مع التركيز البلازمي الكثيف". arXiv : 0710.3149 [physics.plasm-ph].
^ المحاضرة 3: الشحنات المتسارعة والإشعاع الكهرومغناطيسي، ملاحظات المحاضرة في الفيزياء الفلكية من كريس فلين، مرصد تورلا
^ م _ي / سيغما _ت = 2.5 × 1.67 × 10 ⁻²⁴ جم /6.65 × 10 ⁻²⁵ سم ² = 6.28 جرام/سم ²
^ روبرت دبليو بي بيست. "دورات الوقود الاندماجي المتقدمة". تكنولوجيا الاندماج، المجلد 17 (يوليو 1990)، ص 661-5.
^ جي إس ميلر، إي إي سالبيتر، وإي واسرمان، تباطؤ البلازما الساقطة في أجواء النجوم النيوترونية المتراكمة. آي. أجواء متساوية الحرارة، مجلة الفيزياء الفلكية ، 314 : 215-233، 1 مارس 1987. في إحدى الحالات، أفادوا بزيادة في طول التوقف بعامل 12.
^ ليرنر، إيريك جيه. (26 يناير 2004). "آفاق اندماج P11B مع التركيز على البلازما الكثيفة: نتائج جديدة". arXiv : physics/0401126 .
^ بافتراض أن قوة المجال تبلغ 1 ميغا طن. وهذا أعلى بعدة مرات من كثافة المواد الصلبة.
^ "قياسات استقطاب الأشعة السينية عند شدات الليزر النسبية" محفوظ في 21 يوليو 2007، على موقع واي باك مشين ، P. Beiersdorfer، et al.
^ بوستيك، WH وآخرون، آن. نيويورك أكاد. الخيال العلمي. , 251, 2 (1975)
^ الضغط المغناطيسي عند 1 ميجا طن سيكون4 × 10 ¹¹ ميجا باسكال . للمقارنة، تبلغ قوة الشد للفولاذ المقاوم للصدأ عادةً 600 ميجا باسكال.
^ Son, S.; Fisch, NJ (2004). "الاندماج اللانيوتروني في البلازما المتحللة" (PDF) . رسائل الفيزياء أ . 329 (1-2): 76-82. رمز Bibcode :2004PhLA..329...76S. doi :10.1016/j.physleta.2004.06.054.

روابط خارجية

جمعية التركيز على الاندماج
نموذج اندماج البروتون والبورون
الاندماج اللانيوتروني في البلازما المتحللة
الليزر يحفز الاندماج النووي النظيف (news@nature.com، 26 أغسطس/آب 2005)
مراقبة تفاعلات الاندماج الخالية من النيوترون في بلازما الليزر ذات البيكوثانية (Physical Review E 72, 2005)
فرص جديدة للاندماج في القرن الحادي والعشرين – الوقود المتقدم أرشيف 2016-04-15 على موقع واي باك مشين ، جي إل كولسينسكي وجاي إف سانتاريوس، الاجتماع الموضوعي الرابع عشر حول تكنولوجيا طاقة الاندماج، 15-19 أكتوبر 2000.