Laser PB11 Fusionsausbeute um das 40-fache erhöht

Es gibt drei Haupttypen der Kernfusion, und PB11 (Wasserstoff-Bor) ist am begehrtesten. Die PB11-Kernfusion hätte fast keine Neutronenstrahlung, aber es braucht 1 Milliarde Grad Temperaturen statt 100 Millionen für Deuterium-Tritium oder etwa 500 Millionen für Deuterium-Deuterium.

Die PALS-Laseranlage in Prag hat einen großen Fortschritt bei der Wasserstoff-Bor-Fusion (pB11) gemeldet. Januar 2022 berichtete der Artikel Physical Review E über eine 40-fache Steigerung der Fusionsausbeute gegenüber früheren Experimenten in derselben Anlage im Jahr 2014. Die Forscher trafen ein Target aus Bornitrid mit etwas eingebettetem Wasserstoff mit einem 2 TW-Burst von Infrarot-Laserstrahlung, fokussiert nach unten auf einen 80-Mikron-Punkt. Die 40-fache Steigerung der Fusionsausbeute wurde einfach dadurch erreicht, dass das Target dicker gemacht wurde. Der Fortschritt ist sowohl ein Fortschritt für die Wasserstoff-Bor-Fusion, die das Potenzial hat, billige, absolut saubere Energie bereitzustellen, als auch ein Beispiel für die Art von Sprüngen, die in der Fusionsforschung auftreten können.

Hochstromstrom energiereicher α-Teilchen aus lasergetriebener Proton-Bor-Fusion ABSTRACT

Die als Proton-Bor-Fusion bekannte Kernreaktion wurde durch ein Subnanosekunden-Lasersystem ausgelöst, das mit mäßiger Laserintensität (∼10^16 Watt pro Quadratzentimeter) auf ein dickes Bornitrid-Target fokussiert wurde, was zu einer Rekordausbeute an erzeugten α-Partikeln führte. Der geschätzte Wert der pro Laserpuls emittierten α-Teilchen beträgt etwa 100 Milliarden und ist damit um Größenordnungen höher als alle anderen zuvor berichteten experimentellen Ergebnisse. Der beschleunigte α-Teilchenstrom zeigt einzigartige Merkmale in Bezug auf kinetische Energie (bis zu 10 MeV), Pulsdauer (∼10 ns) und Spitzenstrom (∼2 Ampere) in 1 Meter Entfernung von der Quelle, was potenzielle Anwendungen solcher neutronenloser Teilchen verspricht Kernfusionsreaktionen. Sie haben ein strahlgetriebenes Fusionsschema verwendet, um die Gesamtzahl der bei der Kernreaktion erzeugten α-Teilchen zu erklären. In diesem Modell können innerhalb des Plasmas beschleunigte Protonen, die sich vorwärts in die Masse des Targets bewegen, mit 11B-Atomen interagieren und so effizient Fusionsreaktionen auslösen. Ein Überblick über Ergebnisse aus der Literatur, die mit unterschiedlichen Laserparametern, Versuchsaufbauten und Zielzusammensetzungen erhalten wurden, wird berichtet und diskutiert.

Der Jodlaser am PALS benötigt 1.2 MJ Input, um einen 600 J Laserpuls zu erzeugen. Die Fusionsleistung des letzten Experiments betrug 0.06 J, so dass das kritische Verhältnis von Ausgangsenergie zu Eingangsenergie immer noch etwa 80-mal geringer ist als das, das von LPPFusions FF-1 erreicht wird, wobei ein viel weniger reaktiver Brennstoff, Deuterium, verwendet wird. Um Nettoenergie zu erreichen, benötigen HB11 Energy, Marvel Energy, Focused Energy und Innoven größere Fusionsgeneratoren Focus Fusion LPP Fusion. Alle Fusionsunternehmen und Fusionsforscher arbeiten jedoch daran, diese Herausforderungen zu meistern.