这些力会产生极高的压力和温度。1 我们的太阳内部温度为 2700 万华氏度,核心压力约为地球大气压的 3400 亿倍。2,3 在这些极端条件下,太阳核心中的氢原子被压缩并最终融合在一起,这一过程会以伽马射线光子和中微子的形式释放出大量能量。4 这种聚变能传播到太阳表面,是太阳发光的来源。5 几十年来,科学家和工程师不断突破实验物理学的界限,复制这种反应并将其用作能源。聚变反应堆给社会带来的潜在利益难以估量;燃料丰富且可广泛获取,碳足迹可以忽略不计,其相关的核废料和防扩散问题也微乎其微。6,7 尽管有这些激励措施,尽管该领域最近取得了里程碑式的成就,但聚变能科学仍然是当今实验物理学中最具挑战性的领域之一。陆地反应堆实现核聚变的关键基准被称为“点火”。点火定义为核聚变反应产物足以在没有外部能量输入的情况下维持等离子体温度和反应本身的点。8 换句话说,当反应产生的能量大于其消耗的能量时,即达到点火。通常,维持该反应所需的条件描述为:温度 (T)、等离子体密度 (n) 和约束时间 (t)。在过去的 50 年里,(n) 和 (T) 已经得到了相当完善的定义。9 核聚变能科学中剩下的一个核心挑战是第三个量:(t)。10 这是指核聚变产物在反应离子等离子体内的停留时间。11 为了产生大量的能量,需要时间来让核聚变反应发生。12 在我们的太阳内部,引力约束足以满足这一要求。在地球上,需要其他约束机制。两种主流约束机制是惯性和磁约束。 13 惯性聚变应用
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