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仿星器作为通往聚变的快速路径

等离子体物理 2021-09-01 v4

摘要

本文聚焦于三点:(1)克服托卡马克电站的障碍可能需要如仿星器般大的位形改动。(2)已证实的仿星器计算设计可靠性应改变聚变战略。(3)二氧化碳排放每三十年翻番,要求部署无碳能源。必须在几个翻番周期内开发并完全部署无碳能源选项。机组规模与度电成本仅在与替代性全球能源方案比较时才有意义。与替代方案相比,间歇性、场址特异性、废物管理和核扩散使聚变作为无碳能源系统基础颇具吸引力。尽管如此,在电站成功运行前,聚变并非可部署选项。以最小时间与风险推进计划的关键要素是使用计算设计而非仅依赖外推。唯有仿星器通过位形特性与尺度的巨大变化,实证展示了可靠的计算设计。在寻求类托卡马克电站所需发明的同时,应推进仿星器的计算设计。计算设计成本极低,但充分时间对于提出最大化吸引力并最小化风险的构想不可或缺。无众多中间步骤的快速电站建造看似有风险,但相较于因每年拖延应对二氧化碳排放而造成的数万亿美元代价,其价格微不足道。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.04621,
  title  = {Stellarators as a Fast Path to Fusion},
  author = {Allen H Boozer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.04621},
  year   = {2021}
}