杂质对核聚变的影响

本文研究了等离子体中杂质对核反应的修正。若考虑反应粒子与嵌入等离子体中的杂质的库仑相互作用，则在直接反应中有效的反应粒子间库仑排斥的阻碍效应实际上可消失。利用量子力学标准定态微扰计算，确定了反应粒子在核尺度内的波函数因其与杂质的库仑相互作用而发生的变化。该结果可解释为：一个缓慢的准自由粒子（如质子）被周围的重辅助粒子（杂质）推动，并可（虚地）获得如此大的动量大小，从而显著提高核接触概率密度及其被另一原子核俘获的概率。作为示例反应，研究了称为杂质辅助核 $$ 反应的过程，并对该反应产生的速率和功率密度进行了数值计算。借助天体物理因子，还估算了杂质辅助 $$、$d(d,p)t$、$d(t,n)_{2}^{4}He$、$_{2}^{3}He(d,p)_{2}^{4}He$% 、$_{3}^{6}Li(p,\alpha )_{2}^{3}He$、$_{3}^{7}Li(p,\alpha )_{2}^{4}He$、$$、$_{4}^{9}Be(p,d)_{4}^{8}Be$、$$、$_{5}^{10}B(p,\alpha )_{4}^{7}Be$ 和 $$ 反应的速率和功率密度。还考虑了等离子体-壁相互作用对该过程的影响。并部分综述了在能源生产方面可能具有实际重要性的杂质辅助核反应。