迈向基于重离子束的惯性约束聚变能源
等离子体物理
2020-05-18 v1 加速器物理
摘要
重离子惯性聚变（HIF）能源将是保障我们未来能源、维持人类数百年乃至更久远生活的颇具前景的能源之一。重离子束（HIB）在惯性约束聚变中释放聚变能量具有显著优选特性：在粒子加速器中，HIB以约30-40%的高驱动器效率产生，且HIB离子将其能量沉积于材料内部。因此，对聚变靶能量增益的要求相对较低，约为50-70即可运行标准电力输出为1GW的HIF聚变堆。HIF堆运行频率约为10~15 Hz。数MJ的HIB照射聚变燃料靶，燃料靶被内爆至约固体密度的一千倍。随后DT燃料被点燃并燃烧。HIB离子沉积范围约为0.5-1 mm，取决于材料。因此，燃料靶材料中出现了相对较大的密度尺度长度。大的密度梯度尺度长度有助于降低瑞利-泰勒（R-T）增长率。本文给出了HIF物理中的关键优势，以迈向我们光明的未来能源。
引用
@article{arxiv.2005.07520,
title = {Toward inertial confinement fusion energy based on heavy ion beam},
author = {S. Kawata and M. Okamura and K. Horioka and C. Deutsch and T. Karino and D. H. H. Hoffmann and Y. Zhao and S. Ikeda and T. Kanesue and A. I. Ogoyski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.07520},
year = {2020}
}
备注
17 pages. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1511.06508, arXiv:1608.01063