磁約束方式實現氫硼聚變

日本國家聚變科學研究所和美國TAE技術公司攜手，首次在磁約束聚變電漿體中實現了氫—硼聚變實驗。研究團隊表示，儘管最新試驗沒有産生凈能量增益，但它證明了無中子核聚變的可行性，使製造更清潔的聚變反應堆成為可能。相關研究刊發于最新一期《自然·通訊》雜誌。

目前，全球有多個團隊正力圖實現可控核聚變。可控核聚變主要的方式大概有3種：引力約束、慣性約束和磁約束，目前佔據主流的托卡馬克裝置屬於磁約束，主要利用氫的同位素氘—氚作為聚變燃料。

在最新研究中，科學家們在日本國家聚變科學研究所的大型螺旋裝置中進行了氫—硼核聚變，並借助TAE開發的探測器，測量出了反應産物：氦核（α粒子）。TAE公司認為氫—硼是最清潔、最具成本競爭力的聚變燃料，因為它不僅原料豐富，而且“實現了更清潔的聚變反應堆的概念，反應産物僅三個α粒子。”

研究團隊指出，他們設計的緊湊型線性裝置使用了先進的加速器束驅動場反位形（FRC）。FRC是通用的，可適應所有目前可用的聚變燃料，包括氫—硼、氘—氚和氘—氦—3等。TAE公司首席執行官邁克爾·本德鮑爾表示：“這項實驗為我們提供了大量數據，表明氫—硼在實用規模的聚變能中應佔有一席之地。”

TAE公司目前也在研製一個易於維護的模組化裝置。該裝置佔地緊湊，並有可能利用一種更高效的磁約束方法。與托卡馬克裝置相比，新方法將獲得高達100倍的功率輸出。

研究團隊指出，最新研究沒有産生凈能量增益，但它證明了無中子核聚變的可行性及氫—硼核聚變反應的潛力。儘管製造氫—硼聚變堆芯的挑戰比氘—氚更大，但反應堆的工程設計將簡單得多。TAE預計將在2025年左右在其下一個反應堆“哥白尼”上演示凈能量增益，本世紀30年代將建成第一座氫—硼聚變發電廠並連接到電網。