XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System聚变
2021 年 1 月 26 日关于制定聚变能源系统监管框架的虚拟公开会议幻灯片
• 2020 年 11 月 2 日，工作人员提交了一份委员会备忘录，响应 SRM 指示，提供一份包括里程碑和资源的时间表，以便在 2024 年 10 月之前完成最终规则（ADAMS ML20288A251）。 • 继续进行互动，例如 2020 年 10 月的公众论坛和定于 2021 年 1 月 26 日举行的 NRC 公开会议 • 评估各种聚变技术可能的商业部署所带来的潜在风险以及商业聚变设施的可能监管方法 • 正在开发先进反应堆的监管框架（第 53 部分），以尽可能适应聚变技术，为未来保持灵活性 • 可能会建议为聚变设施制定单独的规则，这些规则将延续到 2024 年以后，但在 2027 年之前完成。
2024 - 2029 年五年研究规划咨询
本文件的目的 本文件概述了将于 2024 年至 2029 年提出的 DIII-D 国家聚变设施研究计划。最终的拟议计划将于 2022 年 9 月提交给美国能源部 (DOE)，届时将开始正式的 DOE 审查程序。作为 DOE 科学用户设施办公室，DIII-D 服务于国家利益和 DOE 聚变能源科学计划的聚变能源研究目标。该计划对美国聚变社区（包括公共和私营部门合作伙伴）的观点和想法感兴趣。与所有其他科学用户设施办公室一样，DIII-D 向所有感兴趣的潜在用户开放，不论国籍或机构隶属关系。DIII-D 5 年研究计划是通过来自用户群和 DOE 的输入过程生成的。与美国聚变能源计划的更广泛需求一致，该计划的大纲旨在允许潜在用户和其他参与聚变能源开发的人员提供反馈。鼓励潜在用户就本计划提出意见，并提出新的或额外的想法。有些想法可能很好地融入了该计划，并根据该计划实施，但也可以提出其他活动，这些活动可以使用 DIII-D 平台的许多功能来推进商业核聚变的道路。在下一执行期的拟议计划中，该设施寻求弥补核聚变试验工厂设计中的差距，推进核聚变材料和技术，并确保 ITER 项目取得成功，并确保美国研究人员能够有效参与。以下部分代表了该计划涵盖的研究和治理领域。提供了每个领域的广泛摘要，并附有附录，列出了具体的设施能力改进。在 2021 财年的实验活动中，超过 400 名专业人员直接参与了 DIII-D 研究，其中 230 名在现场工作。该计划目前有 50 名研究生和 41 名博士后学者。有关 DIII-D 资源和能力的信息：https://fusion.gat.com/global/diii-d/home 提交反馈：contact-d3d@fusion.gat.com 缩小技术差距以加速聚变试验工厂的设计 在缩小聚变试验工厂 (FPP) 设计的技术差距方面，DIII-D 计划利用其快速迭代能力实现全面的研究进展。这包括快速改变托卡马克偏滤器几何形状，以及在强大的诊断和理论和建模能力支持下研究新的等离子体场景。加热和电流驱动能力、等离子体整形和环形场的大幅提升将为缩小差距提供基础
教程概述 – 低温等离子体 (LTP)
美国能源部的普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 是一个等离子体和聚变科学合作国家中心。其主要任务是发展科学理解和关键创新，从而开发出有吸引力的聚变能源。相关任务包括在等离子体科学和技术的广阔前沿开展世界一流的研究，并提供最高质量的科学教育。
Realta Fusion 与美国能源部合作开展具有里程碑意义的聚变开发计划
里程碑计划的灵感来自 NASA 的商业轨道运输服务 (COTS) 计划，该计划允许将公共资金用于快速发展、灵活的初创企业，并在美国建立成功的私人太空发射行业。与该计划一样，只有在实现目标里程碑后才会提供公共资金，从而降低美国纳税人的风险。Realta Fusion 将为成功完成里程碑贡献大量成本。里程碑计划有五年的时间，在此期间，Realta Fusion 将展示在商业上可行的紧凑型磁镜聚变能源系统和聚变试验工厂设计方面的技术进展。
核反应堆中的纳米技术
Galaxy Advanced Engineering，美国新墨西哥州阿尔伯克基 87111 摘要：本文探讨了纳米技术和 MM（记忆金属）在增强核反应堆设计和运行方面的变革潜力，包括裂变和聚变技术。纳米技术能够在原子尺度上设计材料，显著提高反应堆的安全性、效率和寿命。在裂变反应堆中，纳米材料可以增强燃料棒的完整性、优化热管理并改善堆芯仪表。聚变反应堆受益于纳米结构材料，这些材料可以增强遏制和散热，解决维持聚变反应的关键挑战。SMA（形状记忆合金）或 MM 的集成进一步放大了这些进步。这些材料的特点是在热条件下能够恢复到预定义的形状，提供自愈能力、自适应结构组件和增强的磁约束。纳米技术与 MM 之间的协同作用代表了核反应堆技术的范式转变，有望实现更清洁、更高效、更安全的核能生产。这种创新方法使核工业能够满足日益增长的全球能源需求，同时解决环境和安全问题。关键词：纳米技术、MM、裂变反应堆、聚变反应堆、SMA、核能、反应堆安全、热管理、结构完整性、先进材料。1. 简介
导演 E. Michael Campbell
Campbell 博士是惯性聚变、高能密度物理、高功率激光及其应用以及包括第四代核裂变反应堆和生物燃料在内的先进能源技术方面的国际知名专家。他曾多次获得奖项，包括美国能源部的 EO Lawrence 奖、美国核学会的 Edward Teller 奖、美国物理学会的 John Dawson 奖、美国能源部的武器研究卓越奖以及聚变能协会的领导奖。他是美国光学学会、美国物理学会和欧洲物理学会的会员。他在科学期刊上发表了 200 多篇文章，拥有包括第一台实验室 X 射线激光器的设计在内的五项专利。他曾在国内和国际会议上发表过多次受邀和全体会议报告。他是惯性聚变科学与应用会议的创始人。
![arXiv:2002.12686v1 [physics.pop-ph] 2020 年 2 月 28 日](/simg/3\3d7d3a637e2b39d41c528688a9d8ea24a8c39f86.webp)
arXiv:2002.12686v1 [physics.pop-ph] 2020 年 2 月 28 日
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
物理科学能量转换单元 06 ...
一年的能源供应需要多少（使用表 7.1 中的数据）？这并不像听起来那么牵强——有成千上万的核弹，它们的能量可以被困在地下爆炸中并转化为电能，就像天然地热能一样。（世界年能源使用量 = 4 × 10 20 J；大型聚变炸弹（9 兆吨）= 3.8 × 10 16 J）（OpenStax 7.28）𝟏× 𝟏𝟎 𝟒 炸弹 9. 利用氢聚变供应能源是一个可能在下个世纪实现的梦想。聚变将是一个相对
