日期:2022/09/09 IAE
BY ED BROWNE ON 07/04/2022
美國軍方將在五年內將核融合聚變反應堆送入太空
美國政府希望將一個小型核聚變反應堆送入太空，它已與一家私營公司合作，在 2027 年之前讓原型投入使用。
核聚變是科學家多年來研究的一個物理領域，因為它有望提供最清潔、最有效的能量形式之一。 核聚變是兩個原子核合併成一個更重的原子核，將一些質量轉化為能量。
這與為太陽提供能量的過程相同，氫原子在巨大的熱量和壓力下被迫聚集在一起形成氦。
事實證明，人為地重新創建這個過程是一項非常棘手的任務。已經建造了各種複雜的機器，試圖模仿我們太陽中心的條件，從使用巨大磁鐵控制反應的甜甜圈形託卡馬克，到一起發射射彈的巨型槍。儘管進行了數十年的工作，但沒有任何東西被證明足以先進到可以構建到電網中。
離子推進器
文件插圖描繪了帶有離子推進器的航天器。這種電動航天器可以通過核反應堆實現。
Avalanche Energy 認為它有一個名為 Orbitron 的相對較小的反應堆。它的工作原理是將高速離子捕獲在帶負電電極周圍的微小軌道上。通過為這種離子等離子體創造一個微小的空間——稱為離子阱——Orbitron 背後的工程師希望他們能為它們提供大量穿越路徑和融合的機會。
“它越小，這些軌道的頻率就越高，所以你得到的碰撞就越多，”雪崩首席執行官 Robin Langtry 告訴新聞周刊。 “所以對我們來說，它幾乎想要變小。”
所需的電壓將是巨大的，這是 Avalanche 團隊必須克服的眾多工程挑戰之一。如果可以的話，小型反應堆的潛在用途可能會改變遊戲規則。
“這讓你進入了細胞的概念；如果你願意的話，是一個融合細胞，”蘭特里說。最終，該團隊認為這些電池可以組合在一起形成一個更大的聚變電池，能夠輸出 1 兆瓦的能量。
這表明了大量的潛在應用。 “隨著我們降低價格，越來越多的市場將開放，”朗特里說。 “我猜，我們將從每千瓦時 100 萬美元開始，因為這似乎是商業太空太陽能的所在。一旦我們降低到每千瓦 100,000 美元，那裡可能會有更多應用；航空是一個有趣的應用， "
一種應用可能是為航天器供電。今年 5 月，美國軍方國防創新部門 (DIU) 宣布已與核技術公司簽訂合同，以尋找“下一代核推進和動力”。 Avalanche 就是這樣一家公司。
合同的目的是在 2027 年之前成功地在地球軌道上進行原型演示。航天器上的核動力源將為它提供運行所需的電力，並為電動推進器提供動力。
“底線，化學和太陽能係統不會為未來的國防部任務提供所需的電力，”DIU 核先進推進和動力 (NAPP) 項目的項目經理 Maj Weed 在一份新聞稿中說。
到 2027 年發布日期的路徑
Avalanche Energy 的原型還有很長的路要走，目前的運行電壓約為 100 千伏，與過去類似技術所達到的 190 千伏記錄略有差距。 很快，他們希望通過使用與 SpaceX 類似的開發方法——測試、失敗、修復，將這個數量增加兩倍，達到 300 個。
“我們正在嘗試為融合做這件事，嘗試基本上構建一些最小可行的東西，將它運行到極限，找出阻止你走得更遠的原因，修復它，把它放回測試台上，然後進行迭代 每一天，每一周，”朗特里說。
“現在還為時過早，但肯定有一條可靠的途徑可以實現 2027 年的發射日期。這並不容易；這將非常困難。
“我們想用 Avalanche 做三件事。其中之一是地球上每個國家 100% 的無碳能源獨立；我們希望加速人類社會的出現；我們希望科幻小說成為現實。 我非常興奮能做到這一點。”
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