拟议规则考虑了目前计划在近期部署的用于商业和研发目的的聚变机。2 “近期”一词不用于指代特定时间范围。工作人员考虑了制定本规则时工作人员所知的聚变科学和技术方法的某些特征和风险水平。3 拟议规则并非旨在解决与当今正在研究和开发的技术有显著不同的推测性聚变技术(例如,当今的设计类型包括托卡马克、仿星器、z 箍缩和场反转,燃料包括氘-氚、氘-氦-3 和质子-硼-11)。拟议规则使用了 ADVANCE 法案对“聚变机”的定义。聚变机器被定义为“一种能够:(1)通过聚变过程将原子核转化为不同的元素、同位素或其他粒子;(2)直接捕获和使用所得产物,包括粒子、热量或其他电磁
60 多年来,国际原子能机构一直在推动聚变能源的研究和开发,并通过将聚变社区聚集在一起,为科学和技术挑战创造解决方案,继续大力支持研究和开发以及未来的部署。近年来,国际原子能机构在多学科努力中增加了聚变活动。这包括以整体方式处理聚变能源设施,在适用的情况下将成功的裂变能源发电厂的最佳实践和经验教训融入实现聚变能源生产的努力中。聚变科学研究和技术——包括等离子体和材料科学、基本聚变过程数据、监管框架、许可、核安全、核废料管理、核责任问题以及核聚变设施的经济方面——涵盖国际原子能机构的所有技术部门和组织单位。国际原子能机构的核聚变相关计划活动由其 2019 年成立的内部跨领域核聚变协调委员会负责协调。国际核聚变研究理事会和国际原子能机构常设咨询小组就国际原子能机构开展的一系列关键活动提供建议,以加强国际核聚变研究和技术开发合作并提高目前的技术水平。■
如今,围绕库仑势垒对聚变反应和准弹性散射的研究引起了广泛关注。通过这类重离子碰撞可以研究核-核相互作用势和核结构性质 [ 1 ]。碰撞伙伴的核结构性质可显著影响亚势垒域中的聚变产额。聚变对中不同内在自由度的参与降低了参与者之间的聚变势垒,并导致与一维势垒穿透模型 (BPM) 的预测相比大得多的聚变结果。文献中已充分证实,聚变伙伴的相对运动和内在通道之间的耦合会导致单个聚变势垒分裂为不同高度和重量的势垒分布。这被称为聚变势垒分布,聚变势垒分布的形状对聚变过程中涉及的耦合类型非常敏感。聚变势垒分布的概念由 Rowley 等人 [2] 提出,可通过对 𝐸 𝑐.𝑚. 𝜎 𝑓 对质心能量取二阶导数获得。此外,大角度准弹性散射函数可以产生与聚变势垒分布非常相似的势垒分布,并且聚变势垒分布和准弹性势垒分布的形状基本相同。准弹性势垒分布可通过对 𝐸 𝑐.𝑚. 的准弹性散射截面取一阶导数获得。众所周知,聚变过程可以用穿透概率来解释,基于量子力学隧穿,而准弹性散射与反射概率有关。重离子准
首款通过核聚变增强的电力推进装置 纽约市,纽约州 — RocketStar Inc. 成功演示了 FireStar Drive,这是一种使用核聚变增强脉冲等离子体的突破性航天器电力推进装置。这种创新装置通过利用一种独特的无中子核聚变形式,显著提高了 RocketStar 基础水燃料脉冲等离子推力器的性能。基础推力器通过水蒸气电离产生高速质子。当这些质子与硼原子的原子核碰撞时,硼原子发生聚变,转变为高能碳,并迅速衰变成三个阿尔法粒子。通过将硼引入推力器的排气管,FireStar Drive 实现了这一聚变过程。与加力燃烧室通过将燃料引入排气管来增强喷气发动机推力的方式类似,推进器排气管中发生的聚变显著提高了其性能。发现 这一核聚变发现首次出现在 AFWERX 的 SBIR 第 1 阶段。当时,硼化水被引入脉冲等离子推进器的排气羽流中。这产生了阿尔法粒子和伽马射线,这是核聚变的明显迹象。它在随后的 SBIR 第 2 阶段得到了进一步验证。在佐治亚州亚特兰大的佐治亚理工学院高功率电力推进实验室 (HPEPL),它不仅产生了电离辐射,还将基础推进装置的推力提高了 50%。“ RocketStar 不仅逐步改进了推进系统,而且通过应用新概念在排气中产生聚变-裂变反应,实现了飞跃,”新墨西哥大学核工程教授 Adam Hecht 表示。“这是技术发展中激动人心的时刻,我期待着他们未来的创新。”“我们的团队已经探索了一段时间,我们对初步测试的结果感到非常兴奋,”RocketStar 首席执行官 Chris Craddock 表示。 “在佛罗里达的一次会议上,我在一张餐巾纸上勾勒出这个想法,并向 Miles Space 的创始人 Wes Faler 描述了它。他在开发基础推进器和聚变增强器方面非常聪明。我们收购了 Miles Space,Faler 现在是我们的首席技术官。所以现在我很高兴能够让我们已经非常出色的推进器进行聚变增强,并显著提高性能。感谢 AFWERX 和 USSF 相信这是可能的!” 下一步 RocketStar 的现有推进器现已可供客户交付。它被称为 M1.5,将作为 D-Orbit 专有的 OTV ION 卫星运载器上的托管有效载荷在太空中进行演示,该卫星运载器将执行计划于今年 7 月和 10 月进行的两次 SpaceX 运输机任务。