一种基于静电约束的有效聚变方法

本文报道了一种新的基于静电约束的聚变方法，其中推导出了在外电场力压缩下的离子束的新非平衡分布函数。该分布函数使得系统无论每粒子能量如何，都能拥有显著较低且可忽略的热能。粒子间的能量展宽归因于外力存在下的碰撞；而在平衡状态下，能量展宽则是由于缺乏外力。使用所提出的分布函数计算了氘 - 氘聚变的反应率。结果表明，当束流能量大于 160 keV 时，聚变时间与能量约束时间、碰撞时间和离子渡越时间相当。对于 160 keV 的束流能量和 $10^{18}$ cm$^{-3}$ 的离子密度，估计的能量增益 Q（聚变功率与系统消耗功率之比）约为 10。估算了粒子散射造成的能量损失，并在能量增益的估计中予以考虑。根据该模型提出了一种可能的装置概要，其与常规 IEC 系统中基于束流与反射束流或背景气体或等离子体碰撞的方法不同。