神秘公司在聚变能源方面开辟了道路

在少数的创业公司中,Tri Alpha Energy Inc.一直是个谜。 这家总部位于加利福尼亚州Foothill Ranch的公司发布的内容很少,而且没有网站,但显然只有数亿美元的现金储备,一直受到强烈的好奇和猜测。 但是上个月Tri Alpha略微抬起了面纱,两张纸揭示了它的装置,被称为碰撞梁聚变反应堆,它在美国大学和国家的早期设备中包含融合所需的热颗粒的能力提高了10倍。实验室。

威斯康星大学麦迪逊分校融合技术研究所的等离子体物理学家约翰桑塔里斯说:“他们已经大大改善了事物并朝着非常有希望的方向发展。”

融合能量试图复制太阳和恒星的能量源:将原子加热到巨大的温度,这样它们的原子核就会以足够的力量撞击它们以克服它们的相互排斥和融合,释放能量。 地球上面临的挑战是限制等离子体 - 电离气体,电子和原子核在高温(大于1.5亿摄氏度)下分离,足以发生聚变反应。 在过去60年的聚变研究中,大多数努力都集中在托卡马克 - 巨大的环形容器,将等离子体与强大的磁铁和激光融合限制在一起,它使用高能激光脉冲来挤压微小的燃料胶囊。 但在这些低密度和高密度极端之间,还有一系列其他方法几乎没有获得政府资助。 现在,创业公司正在进入真空状态。

Tri Alpha的设备依赖于称为场反转配置(FRC)的等离子现象,类似于等离子体的烟圈。 因为等离子体是由带电粒子(电子和原子核)构成的,所以FRC中的旋转粒子产生一个磁场,用于将环保持在一起,可能足够长以使融合进入。 Tri Alpha的23米长的设备的核心是一个长管,沿着它的长度有许多环形磁铁和其他设备。 它在靠近两端的地方形成一个等离子烟圈,以每秒250公里的速度向中间射击。 在它们合并的中心,将它们的动能转化为热量以产生高温FRC。

在早期尝试制造长寿命的FRC时,等离子体中的湍流导致热量泄漏,因为热的粒子迁移到边缘并逃逸,导致烟圈收缩并逐渐消失。 尽管FRC比其他限制等离子体的方式更稳定,但环形等离子体确实倾向于倾斜或失去形状,导致其撞击管壁并崩解。 因此,研究人员无法将高温FRC的使用寿命延长超过0.3毫秒。 “他们很难获得所需的参数,”Santarius说,他过去曾与Tri Alpha研究人员合作并从公司获得资金。

研究人员推测,通过向等离子体中发射高速离子,可以使FRC更长寿。 Tri Alpha公司首席技术官Michl Binderbauer表示,一旦离子进入FRC,其磁场将它们弯曲成宽轨道,既可以加强等离子体的不稳定性,又可以抑制热量逸出的湍流。 “添加快离子对你来说是件好事,”新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室等离子体物理小组的Glen Wurden说。 Tri Alpha与Akademgorodok的俄罗斯Budker核物理研究所合作,提供光束源来测试这种方法。 但是他们很快就知道“单独使用光束”并不能解决问题。 FRC中的条件必须是正确的,“Binderbauer说,或梁可以直接通过。 因此,Tri Alpha开发了一种称为“边缘偏置”的技术:使用反应器管末端的电极控制FRC周围的条件。

在上个月发表在和 ”上的论文中,Tri Alpha团队揭示了离子,边缘偏差和其他改进的快速程度使它们能够生产持续5毫秒的FRC,使用寿命提高10倍以上,并且降低了热损失。 “他们在大型优质等离子体上采用了所有已知技术,”Wurden说。 “它展示了你可以用数亿美元做些什么。”Tri Alpha得到“一群非常多元化的投资者”的支持,Binderbauer说,包括风险投资公司,亿万富翁和政府所有的俄罗斯纳米技术公司。

为了实现融合增益 - 比加热泵送更多的能量 - 研究人员必须使FRC持续至少一秒钟。 虽然这一壮举似乎还有很长的路要走,但Santarius表示Tri Alpha已经展现了前进的方向。 “如果它们扩大规模,能量限制应该会增加,”他说。 Tri Alpha研究人员已经在使用升级设备,该设备具有不同方向的离子束和更多的光束功率。