稠密等离子体焦点p11B聚变的前景：新结果

p11B聚变具有许多优点，包括几乎完全没有放射性，以及可以将带电粒子能量直接转化为电能，而无需昂贵的蒸汽轮机和发电机。但实现这一目标必须克服两大挑战：获得远高于100 keV的平均离子能量，以及最小化轫致辐射X射线的损失。最近的实验和理论工作表明，这些挑战可以通过稠密等离子体焦点（DPF）来克服。德克萨斯A&M大学的DPF实验已经证明了在几微米大小的热点或等离子体中，离子和电子的平均能量超过100 keV。这些热点的密度-约束时间-能量乘积高达5.0 x 10^15 keV秒/立方厘米。在这些实验中，我们清楚地区分了来自热点的X射线和来自电子束与阳极碰撞产生的更硬辐射。此外，新的理论工作表明，在DPF等离子体中似乎可以达到的极高磁场将强烈减少离子到电子的碰撞能量转移。这种减少已在中子星的背景下进行了研究，当离子速度太小而无法有效激发电子在朗道能级之间的跃迁时就会发生。在超过5千兆高斯的磁场下，这成为一个主要效应。这种效应将使平均电子能量远低于平均离子能量，从而减少p11B的X射线冷却。在这种情况下，聚变功率将显著超过X射线发射功率。虽然目前DPF仅证明了0.4千兆高斯的磁场，但标度定律表明可以达到更高的磁场。