• 重复劳动的风险——随着全尺寸核聚变发电站的设计和规划不断发展,获得建设和运营核电站的同意和许可的过程可能会变得更加复杂。开发定制流程和培训监管机构来监督核聚变行业监管框架,可能会造成 ONR 现有能力的重复,从而给纳税人带来不划算的收益。
• 重复劳动的风险——随着全尺寸核聚变发电站的设计和规划不断发展,获得建设和运营核电站的同意和许可的过程可能会变得更加复杂。开发定制流程和培训监管机构来监督核聚变行业监管框架,可能会造成 ONR 现有能力的重复,从而给纳税人带来不划算的收益。
摘要 和平建设曾经为人类寻求核聚变提供动力;现在它仍然可以。本文通过应用非杀伤性全球政治科学和平建设框架、五螺旋技术创新生态系统模型和最近的路径依赖理论,分析了燃烧等离子体聚变突破对加剧冲突和建设和平的巨大影响。第一次燃烧等离子体将是一个前所未有的历史事件,最接近的类似事件是三位一体测试;我们从路径依赖的角度分析测试,将其与核聚变进行比较。与核裂变一样,核聚变将因其内在优势而被武器化。然而,导致核聚变的创新并非无人注意。与在战时秘密进行的三位一体不同,核聚变是在和平时期开发的,以协助低碳转型。在核裂变方面,尽管最初取得了进展,但苏联在二战后立即拒绝了美国的巴鲁克计划,该计划将原子能和武器置于联合国之下,以遏制核军备竞赛。结果就是冷战。同样,我们预测全球将迎来一个关键时刻,通过新的巴鲁克计划可以建立起新的规范核秩序,从而达成一项全球和平条约,人类也将重新确定本世纪的目标。
1. 所有恒星(包括太阳)都是由星云(由尘埃和气体组成)形成的 2. 引力使尘埃和气体盘旋在一起,形成原恒星 3. 引力能转化为热能,因此温度升高。当温度足够高时,氢原子核发生核聚变形成氦原子核,并放出大量的热和光。一颗恒星诞生了。 4. 最终氢开始耗尽。较重的元素由氦的核聚变制成。恒星从主序变成红巨星(如果是一颗小恒星)或红超巨星(如果是一颗大恒星)。表面温度下降,相对光度降低。
尽管从未尝试过,但可以评估,同样的技术可以用于执行一些初步的火星载人任务[1, 2]。众所周知,要真正探索和殖民最近的天体,需要开发广泛的技术[3]——开发原地资源的技术、保护宇航员免受辐射的技术、在目的地星球上制造工厂的技术等——但需要直接与推进相关的新技术。特别是,必须使用核能而不是化学能来推动航天器。基于核裂变反应的核热推进和核电推进(NTP 和 NEP)两种替代方案都得到了详细研究,前者已经进行了台架测试,结果非常令人满意。 NTP 和 NEP 可以减少旅行时间(从而减少宇航员受到的宇宙辐射),同时降低低地球轨道初始质量 (IMLEO),从而使星际任务更加经济实惠,从而提高人类执行火星及更远星球任务的机会。NASA 设计参考架构 5 (DRA5) [3, 4] 报告了 NTP 和载人火星任务化学方法之间的有趣比较。此外,NEP 还可以显著改善化学推进,而上述两种核方法之间的选择主要取决于政治决策,即哪种技术可以发展到足够的技术就绪水平。上述两种核方法均基于裂变核反应 [5]。轻质结构和薄膜太阳能电池方面的最新进展使得人们可以考虑将太阳能电力推进 (SEP) 用于载人行星任务,尤其是首次载人火星任务。这是一种“过渡”解决方案,用于提高行星际航天器的性能,使其性能高于化学推进,同时等待 NTP 或 NEP 技术可用。通过将 SEP 的性能与化学推进和 NTP 的性能进行比较,IMLEO 方面的优势显而易见,而就 NEP 而言,它们仅取决于发电机的比重 α,短期内这对太阳能电池阵列比对核发电机更有利。从长远来看,后者会好得多,但开发 SEP 意味着为载人飞行任务开发高功率电推进器,以便在轻型核发电机可用时它们已准备就绪。无论如何,毫无疑问,要成为真正的太空文明,我们必须开发基于核聚变的火箭发动机 [6, 7]。使用聚变能进行航天器推进的想法由来已久 [8]。对于聚变推进,有两种替代方案:类似于 NTP 和聚变 NEP。在过去的 20 年里,许多研究都致力于核聚变发电的总体发展,尤其是核聚变火箭的发展。核聚变 NEP 需要开发轻型核聚变反应堆,而这在今天看来似乎是一项艰巨的任务。此外,这里的重点仍然只是发电机的比重 α,而核聚变发电机的 α 值要比裂变发电机更好还需要很多年 [9],更不用说今天还没有出现过即使 α 值很高的核聚变发电机。在核聚变 NEP 中,α 值越低,比冲的最佳值就越高,因此即使有了轻型发电机,也需要做大量工作来改进电推进器。革命性的直接聚变驱动器 (DFD) 是一种核聚变发动机,其概念基于普林斯顿场反转配置反应堆,该反应堆无需经过中间的发电步骤即可从聚变中产生推力 [10]。该发动机的开发与普林斯顿等离子体物理实验室正在进行的聚变研究有关。DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量以及低辐射航天器推进系统。最简单的聚变驱动器类型是使用小型不受控制的热核爆炸来推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,而 D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内实现太阳系殖民的推进器。虽然与 DFD 相关的大多数研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速前往火星和小行星带的任务。结果表明,核聚变推进是开启太阳系殖民和建立太阳系经济的有利技术。本文的结构如下:在第二部分中,我们描述了推进器及其主要特性。第三部分专门考虑了地球 - 火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分讨论了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论要使聚变发电机的 α 值优于裂变发电机还需要很多年 [9],更何况目前还没有可用的聚变发电机,哪怕它的 α 值非常高。在聚变 NEP 中,α 值越低,比冲的最优值就越高,所以即使有了轻型发电机,也需要做大量工作来改进电力推进器。革命性的直接聚变驱动器 (DFD) 是一种核聚变发动机,其概念基于普林斯顿场反转配置反应堆,该反应堆无需经过中间的发电步骤即可从聚变中产生推力 [10]。该发动机的研发与普林斯顿等离子体物理实验室正在进行的聚变研究有关。 DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量,以及低辐射航天器推进系统。最简单的核聚变驱动类型是使用小型不受控制的热核爆炸推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内殖民太阳系的推进器。虽然大多数与 DFD 相关的研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速登陆火星和小行星带的任务。结果是,核聚变推进是启动太阳系殖民和建立太阳系经济的使能技术。本文的结构如下:第二部分描述了推进器及其主要特性。第三部分考虑了地球-火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分考虑了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论要使聚变发电机的 α 值优于裂变发电机还需要很多年 [9],更何况目前还没有可用的聚变发电机,哪怕它的 α 值非常高。在聚变 NEP 中,α 值越低,比冲的最优值就越高,所以即使有了轻型发电机,也需要做大量工作来改进电力推进器。革命性的直接聚变驱动器 (DFD) 是一种核聚变发动机,其概念基于普林斯顿场反转配置反应堆,该反应堆无需经过中间的发电步骤即可从聚变中产生推力 [10]。该发动机的研发与普林斯顿等离子体物理实验室正在进行的聚变研究有关。 DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量,以及低辐射航天器推进系统。最简单的核聚变驱动类型是使用小型不受控制的热核爆炸推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内殖民太阳系的推进器。虽然大多数与 DFD 相关的研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速登陆火星和小行星带的任务。结果是,核聚变推进是启动太阳系殖民和建立太阳系经济的使能技术。本文的结构如下:第二部分描述了推进器及其主要特性。第三部分考虑了地球-火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分考虑了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量,以及低辐射航天器推进系统。最简单的核聚变驱动类型是使用小型不受控制的热核爆炸推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内殖民太阳系的推进器。虽然大多数与 DFD 相关的研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速登陆火星和小行星带的任务。结果是,核聚变推进是启动太阳系殖民和建立太阳系经济的使能技术。本文的结构如下:第二部分描述了推进器及其主要特性。第三部分考虑了地球-火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分考虑了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论DFD 使用一种新型磁约束和加热系统,以氦和氢核同位素混合物为燃料,产生高比功率、可变推力和比冲量,以及低辐射航天器推进系统。最简单的核聚变驱动类型是使用小型不受控制的热核爆炸推动航天器前进,就像猎户座计划 [5] 中计划的那样,但即使使用连续的受控反应,DFD 似乎也更容易实现,D-3He 直接聚变推进器似乎是可以在中期内殖民太阳系的推进器。虽然大多数与 DFD 相关的研究都涉及外太阳系或近星际空间的任务,但本文的目的是详细研究人类快速登陆火星和小行星带的任务。结果是,核聚变推进是启动太阳系殖民和建立太阳系经济的使能技术。本文的结构如下:第二部分描述了推进器及其主要特性。第三部分考虑了地球-火星任务的三种情况:i. 理想的可变弹射速度 (VEV) 操作;ii. 有限的 VEV 操作;iii. 慢速货运航天器任务。第四部分考虑了前往 16 Phyche 小行星的任务,最后是结论
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
归根结底,NEURONE 的意义远不止简单地开发和辐照钢材。这是一个在英国建立先进核钢社区的机会——这在很大程度上满足了 GenIV(包括 AMR)和核聚变行业日益增长的需求。
爆炸物 其破坏作用由几乎瞬间释放动能而产生的化合物,这种动能要么由内部氧化化学反应产生大量且迅速膨胀的气体(化学爆炸物),要么由重核裂变或轻核聚变(核爆炸物)产生。 洲际弹道导弹 (ICBM) 可从防御井或核潜艇发射的导弹,可携带单个弹头或多个分导式再入飞行器 (MIRV)。 军费开支 一类费用,其定义在不同国家之间差异很大,而且在官方账目中往往被大大低估;例如,苏联官方军费开支仅包括运行和维护成本,而实际总额(包括武器研发和生产)大约要高出一个数量级。核武器 由洲际弹道导弹、中短程导弹或轰炸机或野战炮兵发射的战略和战术弹头、炸弹和弹药,其破坏力通过核裂变或(在热核武器中)核聚变释放。