激光等离子体脉冲子 Fusion 方案

我们提出了一种由激光等离子体脉冲子实现的新型聚变方案，旨在克服实现 breakeven 条件面临的若干根本性障碍。为具体说明，本文以氕氘-氕氢 (DT) 为燃料。脉冲子内部捕获的强烈电磁场显著增强了 DT 聚变交叉截面，其 ponderomotive 势能驱赶电子，并将 D/T 加速至适合发生聚变反应的动能。尽管电子几乎是瞬间被排出，重量更大的 D/T 仅以皮秒时间尺度移动。这种时间尺度的差异为在无电子环境中高效进行 DT 聚变提供了时间窗口。我们注入两个连续的激光，其中第一个激光将激发等离子体脉冲子，第二个更强且频率更低的激光将共振性地强化脉冲子电磁场。我们施加等离子体密度梯度以诱导脉冲子运动。在其生命周期内由移动脉冲子扫过的等离子体柱中所有 D/T 都将参与此聚变机制。我们表明，breakeven 条件是可实现的。借助纤维激光和 iCAN 激光技术实现高重复频率和高强度运行，可能实现吉瓦级输出。