文摘

低碳能源,一个非常大的交流发电机是很重要的在未来数年的电站最好以相当低的成本比现在安装。当考虑到几百万倍核能每比化学反应,通常与丰富的硼氢聚变燃料用于环保清洁电力发电机。而不是通常需要点火温度数以百计的百万摄氏度,可以使用非热能的从现在可用的CPA激光脉冲点火压力。non-LTE方案,不需要高压缩的介质hydrogen-boron-11温度较低,因此轫致辐射损失几乎不存在。中子,由二级反应,消除设备包括锡和安排,这样这些中子核反应与锡。我们建议添加锡,已被证明是特别有利,因为其高有效截面,和中子反应与锡锡核转变成稳定的原子核与更高的原子量。

1。介绍

机械发电有可能通过使用蒸汽机,电力和使用内燃机燃烧煤炭作为我们独特的财富和文明的基础。二氧化碳的排放到空气中,直到1960年还可以容忍不改变气候。自那时以来,碳排放是高出5倍,并在接下来的30年里,预计将再翻一番。改变气候正在明显上升的温室效应的平均温度,测量加速冰川融化海平面的上升,自然的和不可逆转地改变。欧洲冯德莱恩博士在她就职总统委员会2019年12月1日提到她的两个目标(1),其中一个是一个不仅防止固有的气候灾难还更严重意识到这是很重要的。

人们必须意识到一个非常巨大的任务解决方案生成。在这个任务中,所有的可再生能源,太阳能,风能,和很多人一样,是帮不上什么忙。我们必须意识到,在接下来的20年,到达低碳能源generation-not zero-burning碳将是不可或缺的,但是到1960年的水平。目前发电的大约20太瓦,是需要改变的其他能源。这意味着我们需要超过10000新的发电站,每个常见的近10亿美元的成本。这大量的电站必须大大便宜以及未来的燃料(2]。

能源,我们手头有一个解决方案:它只需要一个修改后的探索。我们必须忘记前面几个假设、意识形态和偏见。答案是核能。自120年前的巨大发现主卢瑟福,我们知道在核反应的能量是1000万倍的倍数的订单获得的能源碳燃烧等化学反应。原子核反应,一个人必须用加速器砸他们至少1000万伏在一起。当这样的加速器工作(3),然后一个惊喜,反应发生在光核能量约100000 V。这些反应之一是氢和硼同位素11 H (4),即HB11融合 导致三个氦⁴他,能谱1.5兆电子伏之间传播6伏,最多在太阳,四个氢原子核融合到一个氦核(净反应)在温度高于1500万的大约5兆电子伏±1兆电子伏[5,6]。当沉重的氢原子核D(氘)和T超重氢(氚)相互作用,它导致一个中子(n)和一个α(DT融合):

核聚变反应的能源参与无数的星星,例如,在我们的太阳,四个氢原子核融合到一个氦核(净反应)在温度高达1500万°C。在过去的60年里,这样的聚变反应是地球上尝试了发电站,但解决方案似乎是多年前。

奥托·哈恩1938通过移动电普通弓箭中子很重铀原子核,引起分裂(裂变)和一个能量释放在200伏,发现了另一种解决方案。今天,全球超过10%的电力是由这些核裂变发电站。风险控制不完善有崩溃的反应堆在美国三里岛发生或在乌克兰切尔诺贝利极端的伤害。此外,灰的处理是很困难的,因为核辐射。所需要的环境清洁、安全、丰富的核能源和燃料的发电机在短期内。

有趣的从一开始就与大量放热轻核的聚变反应是HB11反应(1)主要是只在无害的稳定的氦,而不是导致放射性原子核。我们应当考虑二次侧反应生产少量的中子。

之前的提议HB11融合需求的激光压缩密度高达100000倍的固态和温度的几百kiloelectron伏特。这种情况对于laser-driven融合后改变了注册会计师的发现(啁啾脉冲放大)激光器(7)生产极短的激光脉冲持续期短,不到一微微秒(ps)与极超高权力高于petawatt (PW)。

与这些激光脉冲,第一个几千HB11每激光聚变反应相互作用测量(8),然后增加超过一百万(9和超过十亿10]。最后,简单的激光实验(11)已上涨约一个数量级小于最佳DT NIF融合。这导致了一个激光核聚变反应堆的设计(见图16的12)需要一个圆柱形kilotesla磁场捕获的聚变反应。测量高融合收益获利从雪崩倍增阿尔法粒子生成的三个(13]。

最近所示(14),通过使用旧截面pB11 [15)在高温适合proton-boron-11融合、逆轫致辐射中损失更多的能量,核聚变的收益。这部小说pB11融合率(请参见图4的14])在盈亏平衡的限制,但并不是可行的聚变反应堆。因此,我们建议non-LTE融合,没有加热到高温,是强制pB11聚变反应堆(16- - - - - -18]。这些反应堆对核辐射环境清洁和安全。启动点火的HB11聚变反应是可能不需要几百万摄氏度的高温。上面的注册会计师的皮秒激光脉冲持续时间和权力petawatt产生非热能的压力高于6×10¹²J /厘米³的启动点火HB11核聚变。

2。消除次生中子

的问题代中子球形HB11二级反应的反应器(12),他们的足够消除使用中子俘获核和稳定的女儿(19]。虽然HB11聚变中子自由,发生二次反应的阿尔法粒子与硼- 11原子核反应出现在燃料,创造无害的稳定的氮和中子。这个反应, 小于0.1% (20.]HB11反应的数量给定的阿尔法(描述5,6方程(后)1)。

中子消除设备包括锡和安排,这样这些中子核反应与锡。我们建议添加锡,已被证明是特别有利,因为其高效的横截面(21),和中子反应与锡锡核转变成稳定的原子核与更高的原子量。锡同位素包括114年到119年,只有不到0.01%,112年和122年同位素。锡在纯金属或化合物形式(例如,合金)吸收的主要反应或产生的中子反应堆的二次反应。快速中子的范围,一般长途旅行通过材料、降低如果他们有弹性碰撞与质子或氘核。实现这种热化的快速中子与水或重水或固体或液体石蜡的足够的厚度。

我们可以估计所需的罐壁厚这样一个反应堆在以下方式:一堵墙的长度x穿墙,相对中子数计算 在哪里是初始数量的中子撞击墙壁和锡吗l是中子吸收的平均自由程= 1 / (n₀σ),n₀是数量密度(厘米⁻³)的介质吸收中子和锡σ吸收截面。自然的密度锡(Sn)固态ρ= 7.26克/厘米³;因此,我们可以计算数密度n₀= 0.037×10²⁴厘米⁻³。作为一个典型的例子,我们横截面σ= 6b= 6×10⁻²⁴厘米²屈服

因此,如果我们需要N_n/N_n0= 10⁻²(即。,1% of the neutrons not absorbed), we get the tin wall thickness to bex≈21厘米。这个估计可以完成对每一个相关的中子能量。

进一步利用锡是没有辐射残留依然存在。

数据可用性

要求提供的数据。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。