马克斯·普朗克学会最初在《等离子体物理学》中简要而简洁地总结了各种核聚变系统的现状。当然,在这方面最有趣的是所谓的三重乘积,它将可用原子核的密度、它们的温度和稳定状态的持续时间表示为这些值的乘积。
如果结果足够高,则相应技术将超过正能量平衡的阈值。这意味着输出的能量比输入的能量多。这正是2021年首次通过激光聚变实现的。美国研究机构“国家点火装置”向金属球发射激光。
这样引发的X射线将内部的氢气加热到所需的温度。同时,封闭系统内的压力大幅增加,从而加速核聚变。最终,热能超过了所需的激光能量。
下一步,也可以直接向球体发射,直到其内爆,但无需额外的X射线。然而,这种方法目前还不太可靠。不幸的是,每次都必须插入一个新的球体。这种方法无法实现发电厂所需的连续运行。
能量平衡符合现实
然而,从理论上讲,托卡马克(一种内部有等离子体循环的巨型电磁铁,通过外部辐射和内部加热加热到一定温度)能够实现这种连续运行。然而,其能量需求如此巨大,以至于甚至连仍在建造的第一座全功能核聚变反应堆ITER也无法发电——恰恰相反。
然而,该技术已经成熟,经过了几十年的研究,如果达到能源盈余,它适用于商业发电厂。这并不意味着另一种概念无法超越经过验证的想法。例如,有计划在托卡马克中产生额外的压力。这将大大降低所需的温度,这意味着该原理至少在可行性的范围内。三倍乘积相当于日本Naka的JT-60U托卡马克。这意味着所需的能量是可产生能量的十倍。
其他想法旨在利用撞击能量来引起压力和温度的突然升高。牛津大学的衍生项目“FirstLightFusion”正在发射一个装满氢气的胶囊。引发的冲击波旨在产生必要的压力,为核聚变创造更好的条件。然而,这里只有基本的想法是明确的,实施仍然模糊不清。
在TAE和Helion公司,两个已经转化为等离子体的粒子束以最大速度被射入磁场,然后直接相互碰撞。然而,到目前为止,你必须向这个系统投入的能量比你得到的能量多一千倍。
像太阳核心那样的条件:有很多想法,研究还将继续,因为这个仍然遥远的目标太诱人了。