Что происходит с водородно-боровой плазмой при температуре 3 миллиарда кельвинов?

В недавнем популярном отчете говорится (осторожно, я полагаю, что он не рецензируется, и это слегка попахивает пиар-ходом), что частная компания TriAlpha добилась заметного прогресса в направлении водородно-борного синтеза, версии анейтронного синтеза , т.е. вам не нужно беспокоиться об этих надоедливых незаряженных нейтронах, вылетающих из вашей ограничивающей магнитной клетки и разрушающих ваш дорогой аппарат.

Меня беспокоит следующее: они также заявляют, что вам нужны температуры около 3 × 10 9 К для достижения такого слияния. Это кажется намного большим, чем то, с чем мы имеем непосредственный опыт. В обычных токамаках мы обычно говорим до 10 8 К а на солнце обычно так 10 6 − 10 7 К . Если говорить о типичных энергиях, желаемая 3 × 10 9 К является 250 к е В что составляет примерно половину массы электрона. Это означает, например, что у нас будут достаточно большие поправки к поведению фотонов из-за (опосредованного электронами-позитронами) фотон-фотонного рассеяния!

Итак, мой вопрос: проводились ли подробные исследования того, что изменяется при таких температурах для плазмы? Применимо ли приближение МГД? Это электронно-позитронный суп ( → фотон-фотонное рассеяние) будет иметь какие-то существенные эффекты?

Нужно знать числовую плотность ионизированных частиц, среднее состояние заряда и т. д., чтобы определить пределы МГД. Я не думаю, что нагреть лабораторную плазму до 10 9 K, хотя я не уверен ... Я знаю, что электронный газ нужно рассматривать релятивистски, поэтому нам автоматически нужно заботиться о ∂ Е / ∂ т , что опровергает приближения МГД...
Я забыл упомянуть, что типичные «температуры» в коллайдерах частиц могут быть намного выше, поэтому в реальных экспериментах это не является чем-то необычным...

Ответы (1)

В моем понимании, одной из основных проблем являются потери из-за тормозного излучения: мощность, теряемая из-за тормозного излучения. п б р весы как

п б р ∝ Z 2 н я н е Т е 1 / 2 ,
где Z номер заряда, н я и н е - соответственно плотность ионов и электронов, и Т е температура электронов. Квадратное масштабирование с числом заряда здесь является основной проблемой. Это приводит к гораздо более высоким потерям, чем типичная реакция синтеза DT (поскольку бор имеет более высокий заряд).

Есть некоторые идеи, чтобы преодолеть это, например, используя локально сильные магнитные поля, но это увеличит другие каналы потерь, такие как электронная циклотронная эмиссия.

Потенциальные потери из-за тормозного излучения, по крайней мере, в моем понимании, гораздо более серьезная проблема, чем квантово-электродинамический процесс фотон-фотонного рассеяния (но, может быть, их можно исследовать в такой плазме, я думаю, это было бы круто).

Что происходит с водородно-боровой плазмой при температуре 3 миллиарда кельвинов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v