物理學家更正了核聚反應的基礎公式，據此公式能量可加倍爆發

格林沃華德公式的最新工作將使核聚變反應生成更多能量

（這個雙堅果形狀的TCV聚變容器內部可包含過熱氫氣等離子體，并且免受外壁在強磁環境中被破壞。圖片拍攝者：EPFL菏澤阿聯）

將來聚變反應可以生成比之前預想的更多的能量，這些都要歸功于新研究發現了反應基礎公式的一項錯誤。

由位于école Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)的史密斯普拉斯瑪中心領導的核聚研究，確定了最大氫燃料密度是“格林霍華德極限”的兩倍，格林霍華德極限是一項30余年前的研究中的某項評估內容。

瑞士普拉斯瑪中心的物理學家保羅理查Paolo Ricci說，聚變反應可由測量富氫等離子體密度而準確工作，而富氫等離子體密度遠比格林霍華德極限理論高，這將影響到南的大工程“行途計劃ITER”實施，并極大的影響下一代的行途計劃ITER（可控能量工廠DEMO）設計。

理查Ricci告訴現場科學家“準確能量值取決于反應時能量，粗略估計，增加值約為“行途計劃ITER”的兩倍。

理查Ricci是研究項目的其中一位領導者，其在有三個不同的聚變反應器項目（第一個是EPFL’s Tokamak à Configuration Variable (TCV)，第二個是位于英國的聯合Torus即JET，第三個是在德國Garching的Max Experiment等離子體物理研究院進行的Axially 半球試驗更新任務），并且其已經結合熱射理論進行了一年的試驗工作。

他也是在5月6日的發現物理評論期刊中發表論文的主要作者之一。

將來聚焦

雙層堅果形狀被認為是最適合核聚變反應的裝置之一，期待其將來可以生成網格狀能量電子。

科學家用超過50年的時間使控制聚變反應成為現實。不像核裂變，僅使能量爆閃成非常大的原子核碎片，而核聚變可以把非常小的核聚變聯結在一起。

聚變過程比裂變過程生成更少的運動波浪費，并且富核氫離子燃料更易獲得。

比如太陽這一同樣能量恒星就像一個“恒星罐頭”可以很好的控制了聚變反應，但比如地球，因為其球心壓力大，需要達到比在太陽上更高的溫度以引發聚變反應。

在瑞士Lausanne的TCV試驗任務就是檢測氫等離子體的運動軌跡，并作為將來聚變反應器的燃料。（圖片拍攝：EPFL/SPC/Curdin W）

比如在TCV任務中的內部溫度，比216000000華氏溫度（約120000000℃）高-大約是太陽聚變反應核心溫度（約為27000000F即15000000℃）

現代科學報道，一些聚變反應項目現在在更新的平臺上運作，一些研究者認為生成結構化電子的啟動工作可能于2030年開始。

世界上超過30個政府組織也在組建“行途計劃”（拉丁語中Iter即道路、行途的意思），并預計于2025年生成試驗等離子體。

然而“行途計劃”的設計初衷并不是生成電子等離子體，而是基于“行途計劃”的稱為可控能量反應器裝置，現在被研發設計并將于2051年開始工作。

等離子體問題

最新的核心計算公式是格林霍華德極限公式，這項公式是以MIT的物理學家馬丁霍華德命名的，其于1988年推導出了此項公式。

研究學家試圖找到為什么在一定點增加燃料密度時聚變等離子體很易變得難以控制（這些粒子擴展了項目反應器中的外部磁領域，而其本應在試驗容器內部）。霍華德基于鏡像半徑原理推導出一個試驗極限（雙層堅果型反應器內部圓尺寸）以及穿越等離子體的電子流。

盡管科學家們長期質疑格林霍華德極限的準確性，但30多年來它仍然是聚變反應的基礎公式，Ricci如是說，并且它也是“行途計劃”的指導原則。

行途計劃中的核心裝置-高電磁能量裝置，即指引了等離子體流，同時主導重塑了反應中的等離子體。

基于格林霍華德分離極限試驗和理論研究結果顯示，更高的燃料能量密度將增加設計裝置的容積，并影響后繼的可控能量反應器的設計。

關鍵研究發現等離子體可作為能源替代巨大的燃料密度作為聚變反應的增加輸出能量。

但仍不清楚這一大量的燃料密度的巨幅增加有多少，并且有多少將影響反應器能量輸出，但很肯定的是這一發現意義重大，并且研究顯示更高的燃料密度將使聚變反應更易發生。

這一研究發現使得安全、可替代的聚變條件更易達到，并且也能達到你想要得到能量的最大值，總而言之聚變反應器將在合適的區間發揮作用。

BY:Tom Metcalfe

FY: 何丹懷

如有相關內容侵權，請在作品發布后聯系作者刪除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

來源: 天文在線