非制冷 Dt 属性及其在核聚变中的相关性

在惯性约束核聚变中，通常会用纯氦氢-氦气（DT）作为核聚变燃料。然而，Guskov 等人在其论文 \cite{gus2011effect} 中提出使用含有 DT 且在室温下非制冷的低-Z 复合物。他们指出，这些燃料（称为非制冷 Dt）可在 ρ_{DT} R ≥ 0.35 gcm^{-2} 且 kT_{e} ≥ 14 keV 时点燃，即仍在 DT 的同一数量级内，但要求更严格。在推导这些结果时，\cite{gus2011effect} 中的作者假设离子温度与电子温度相等，并仅考虑电子制动力。在本工作中，我们指出在温度大于 10 keV 时，离子制动力与电子制动力并不容可忽略。这导致离子温度显著高于电子温度。这两个因素都促进了相较于 \cite{gus2011effect} 中使用的模型更容易点燃，表明非制冷 Dt 复合物比先前所知的更灵活。此外，我们发现重量铍硼氢化物的点燃难度低于重量铍氢化物，而后者是 Guskov 等人所发现的最佳性能燃料。我们的结果基于包含详细制动力分析的解析模型，以及使用改进版社区水动力代码 MULTI-IFE 的数值模拟。缓解制冷技术的约束和成本，以及非制冷 Dt 燃料在室温下为固体这一事实，为 Q>100 的核聚变目标开辟了新的设计选项，从而促进了将惯性核聚变能源变为经济可行的清洁能源来源的大目标。此外，本文讨论推广了能源生产中燃料的分析。