激光和粒子束

研究领域取得的进步Laser-Driven Proton-Boron融合


出版日期
2022年11月01
状态
发表
提交截止日期
2022年7月01

导致编辑器

1法国波尔多大学波尔多

2英国贝尔法斯特女王大学、贝尔法斯特

3欧盟委员会(European Commission),比利时布鲁塞尔


研究领域取得的进步Laser-Driven Proton-Boron融合

描述

Proton-boron (pB)融合长期以来一直被视为人类能源生产的圣杯。事实上,反应(p + B11 - > 3他⁴+ 8.7兆电子伏)不会产生中子,与氘氚聚变反应(蒸),暗示小激活的材料,因此非常低放射性废物。因此,pB融合是干净的和环保的。此外,它只产生带电粒子与允许直接能量转换的潜在的优势,没有热力循环。因此,这可能会大大提高发电效率。然而,pB反应需要在实验室热引发不实用的温度,从而解释了为什么研究关注的是蒸,离开pB作为远程,第二步。

然而,最近的一些实验使用激光等离子体方法显示α-particle生产产量非常高,因此恢复pB融合,如今被认为是在实验和理论物理的一个热门话题。最近的实验与高能量短脉冲激光产生多达e11α-particles每拍摄,另外提供的证据加速α-particles上面几兆电子伏的价值所允许的聚变反应的运动。事实上,这些激光器可以产生更多的高能质子可以直接传输能量的反应产品的一部分,因此,反过来,生产高能α-particles。这将引发反应的可能性是有用的,例如,对于医学感兴趣的放射性同位素的生产。

虽然有趣,所有当前结果仍然远离能源保本对应2 e15α-particles生成每拍摄kJ激光能量。实现盈亏平衡,获得依赖离开的可能性的热平衡古典惯性约束聚变(ICF)实验和启动雪崩或连锁反应。几个数字作品表明,融合火焰可以点燃固体密度hydrogen-boron燃料ps-PW激光辐照和磁约束的影响下几个kTesla磁场强度的顺序。虽然是初步的,有争议的,这样的结果证实laser-driven pB的兴趣继续调查融合,特别是在磁场作用的角色限制质子和α-particles和影响代α-particles硼的目标。

这个特殊问题的目的是整理原始研究和评论文章重点理解在laser-produced proton-boron聚变等离子体的机理,特别是对未来可能的影响由聚变能源生产和发展的可能性高亮度α粒子源应用程序(包括生产radio-isotopes医疗应用程序)。

潜在的主题包括但不限于以下:

  • 最近的结果laser-driven proton-boron实验
  • 雪崩的发生过程proton-boron融合和追求盈亏平衡
  • 开发的高亮度high-repetition-rate便携式α粒子的来源
  • α粒子来源生产short-living医学应用放射性同位素
  • 发展为质子硼实验诊断
  • 进步proton-boron融合和α粒子生成的数值模拟
  • α粒子源激光系统的发展
  • 先进制靶法high-repetition-rate laser-driven实验
  • Proton-boron激光实验在实验室天体物理学的背景下
  • 非热能的proton-boron融合激光引起的
  • 混合方法proton-boron聚变能源
  • hydrogen-boron内爆实验的发展

文章

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