퓨저

퓨저는 전계를 이용해 이온을 핵융합 상태로 가열하는 장치이다.이 기계는 진공상태에서 두 개의 금속 케이지 사이에 전압을 유도합니다.이 전압 강하로 양이온이 떨어져 속도가 빨라집니다.만약 그들이 중앙에서 충돌한다면, 그들은 융합할 수 있다.이것은 핵융합 연구의 한 분야인 관성 정전 구속 장치의 한 종류입니다.

Farnsworth-Hirsch 퓨저는 가장 일반적인 유형의 ^[1]퓨저입니다.이 디자인은 필로 T의 작품에서 나온 것이다. 1964년 판스워스와 로버트 L. 1967년 ^[2][3]허쉬.퓨저의 변형 유형은 이전에 윌리엄 엘모어, 제임스 L.에 의해 제안되었습니다. 로스앨러모스 국립연구소의^[4] 턱과 켄 왓슨은 기계를 만든 적이 없지만

퓨저는 여러 기관에 의해 제작되어 왔습니다.여기에는 위스콘신-매디슨 ^[5]대학, 매사추세츠공과대학^[6], 이란 원자력기구 및 ^[7][8]터키 원자력청과 같은 정부 기관이 포함된다.퓨저는 또한 다임러크라이슬러^[9] 에어로스페이스에 의해 중성자 공급원 및 의료용 ^[10][11][12]동위원소 생성 방법으로 상업적으로 개발되었다.퓨저는 취미 생활자나 아마추어에게도 매우 인기가 있습니다.많은 아마추어들이 간단한 퓨저 ^{[13][14][15][16][17][18]}기계를 사용하여 핵융합을 하고 있다.하지만, 퓨저는 과학자들에 의해 대규모 에너지 생산을 위한 실행 가능한 개념으로 여겨지지 않는다.

메커니즘

기초 물리학

핵융합은 핵력이 핵을 하나의 큰 핵으로 끌어당길 수 있는 거리에 가까워질 때 일어난다.이러한 근접 접근에 반대되는 것은 정전기력으로 인해 핵이 분리되는 양전하입니다.핵융합 현상을 일으키기 위해서는 핵이 쿨롱 장벽을 극복할 수 있을 만큼 큰 초기 에너지를 가져야 한다.원자력은 핵자, 양성자, 중성자의 수와 함께 증가하고 전자기력은 양성자의 수만으로 증가하므로, 융합하기 가장 쉬운 원자는 수소 동위원소, 중성자 1개의 중수소, 2개의 삼중수소이다.수소 연료의 경우, 반응이 ^[19]일어나려면 약 3~10 keV가 필요하다.

핵융합 동력에 대한 전통적인 접근법은 일반적으로 결과 에너지의 Maxwell-Boltzmann 분포가 긴 꼬리에 있는 입자의 일부가 필요한 ^[19]에너지를 가질 만큼 충분히 높은 온도로 연료를 가열하려고 시도했다.이 경우 핵융합 반응 속도가 환경에 대한 에너지 손실을 상쇄하고 주변 연료를 동일한 온도로 가열하여 점화라고 하는 자생 반응을 일으키기에 충분한 에너지를 생성합니다.계산 결과, 실제 기계에서는 약 5천만 켈빈(K)에서 이 현상이 발생하지만, 1억 켈빈 정도의 높은 수치가 바람직합니다.온도가 매우 높기 때문에 핵융합 반응을 열핵이라고도 한다.

원자가 수천 도에 해당하는 온도로 가열되면 전자는 점점 핵에서 자유로워진다.이것은 이온으로 알려진 자유핵과 이전의 전자들로 구성된 플라즈마로 알려진 물질의 가스 같은 상태를 이끈다.플라즈마는 자유롭게 움직이는 전하로 구성되기 때문에 자기장과 전기장을 이용해 제어할 수 있다.핵융합 장치는 이 기능을 사용하여 수백만 도의 연료를 유지합니다.

퓨저 개념

퓨저는 이온을 서로 직접 가속하여 연료 핵융합 관련 에너지를 제공하려는 광범위한 장치 중 일부입니다.퓨저의 경우 이는 정전력으로 이루어집니다.±1 전하의 이온이 가속될 때마다 에너지에서 1 전자볼트를 얻습니다.필요한 최대 10 keV에 도달하려면 두 입자에 모두 5 kV의 전압이 필요합니다.비교하자면, 일반적인 텔레비전 브라운관의 전자총은 3~6kV 정도이므로, 그러한 장치의 복잡성은 상당히 제한적이다.다양한 이유로 15 keV 정도의 에너지가 사용됩니다.이는 약 1억 7400만 켈빈의 온도에서 평균 운동 에너지와 일치하며, 이는 일반적인 자기 구속 융합 플라즈마 온도입니다.

일반적으로 이 충돌 빔 융합 접근법의 문제는 이온들이 아무리 정확하게 조준해도 서로 부딪히지 않는다는 것입니다.아무리 사소한 정렬 오류라도 입자가 산란되어 융합에 실패하게 됩니다.산란 확률이 핵융합 속도보다 훨씬 높다는 것을 입증하는 것은 간단합니다. 즉, 이온에 공급되는 에너지의 대부분이 폐기되고 발생하는 핵융합 반응은 이러한 손실을 만회할 수 없습니다.에너지 양성을 띠기 위해, 핵융합 장치는 이온을 연료 덩어리로 재활용하여 융합할 수 있는 수천 또는 수백만 번의 기회를 가져야 하며, 이 기간 동안 이온의 에너지가 최대한 유지되어야 합니다.

퓨저는 가속기 그리드 시스템의 구형 배치를 통해 이 요구 사항을 충족하려고 합니다.융합에 실패한 이온은 장치의 중앙을 통과하여 반대편에 있는 가속기로 돌아가 다시 중앙으로 가속됩니다.이 동작으로 에너지가 손실되지 않으며 이론적으로 무한히 얇은 그리드 와이어를 가정하면 이온은 추가 에너지 없이 영원히 순환할 수 있습니다.산란하는 것조차 단순히 새로운 궤적을 밟아 새로운 지점에서 그리드를 빠져나온 후 다시 중앙으로 가속하여 핵융합 이벤트가 발생하는 ^[20]데 필요한 순환을 제공합니다.

손실

결과 동작을 이해하기 위해서는 퓨저의 실제 기동 시퀀스를 고려하는 것이 중요합니다.일반적으로 시스템은 진공 상태로 펌핑된 후 소량의 가스를 진공 챔버 안에 넣습니다.이 가스는 부피를 채우기 위해 퍼질 것이다.전극에 전압이 가해지면 전극 사이에 있는 원자는 전극을 이온화시키고 내부로 가속하기 시작하는 장을 경험하게 됩니다.원자들이 무작위로 분포되어 시작함에 따라, 그들이 얻는 에너지의 양은 달라집니다; 처음에 양극 근처에 있는 원자들은 인가된 전압의 큰 부분을 얻을 것입니다, 예를 들어 15 keV.초기에 음극 근처에 있는 것들은 훨씬 적은 에너지를 얻게 될 것이고, 아마도 중심 ^[20]반응 영역의 반대쪽에 있는 그것의 상대들과 융합을 하기에는 너무 낮을 것이다.

기동시에 내부 영역내의 연료 원자가 이온화되지 않는 것도 중요합니다.가속된 이온은 이것들과 함께 흩어지고 에너지를 잃으면서 이전의 차가운 원자를 이온화한다.이 과정과 다른 이온의 산란으로 인해 이온 에너지가 무작위로 분산되어 연료가 빠르게 비열 분포를 취합니다.따라서 시동 ^[20]중에 일부 연료가 "손실"되기 때문에 퓨저 시스템에 필요한 에너지가 다른 방법으로 연료를 가열하는 것보다 높습니다.

실제 전극은 무한히 얇지 않으며, 와이어에서 산란되거나 전극 내의 이온을 포착할 수 있는 가능성이 높은 전도 손실을 일으키는 중대한 문제입니다.이러한 손실은 핵융합 반응에서 방출되는 에너지보다 최소 5단계 더 클 수 있으며, 이는 퓨저가 별 모드에 있을 때에도 이러한 ^[22]반응을 최소화합니다.

그 밖에도 수많은 손실 메커니즘이 있습니다.여기에는 고에너지 이온과 저에너지 중성 입자 간의 전하 교환이 포함됩니다. 이 교환은 이온이 전자를 포획하여 전기적으로 중성화된 다음 더 이상 챔버로 가속되지 않기 때문에 퓨저를 남깁니다.이것은 낮은 에너지의 새로운 이온화된 원자를 남기며, 따라서 플라즈마를 냉각시킵니다.또한 산란으로 인해 이온의 에너지가 증가하여 양극을 지나 탈출할 수 있습니다. 이 예에서는 15 ^[20]keV를 초과하는 어떤 것이든 가능합니다.

또한 두 이온의 산란, 특히 챔버에 남아 있는 불순물은 상당한 브렘스스트라흐룽을 유발하여 ^[20]연료에서 에너지를 전달하는 X선을 생성합니다.이 효과는 입자 에너지와 함께 증가하며, 이는 시스템이 핵융합 관련 작동 ^[23]조건에 가까워질수록 문제가 더욱 뚜렷해짐을 의미합니다.

이러한 손실 메커니즘의 결과로, 어떤 퓨저도 손익분기점 에너지 출력에 근접한 적이 없으며, 그렇게 ^[20][23]할 수 없는 것으로 보입니다.

고전압의 일반적인 소스는 ZVS 플라이백 HV 전원과 네온사인 변압기입니다.그것은 또한 정전기 입자 가속기라고 불릴 수 있다.

역사

퓨저는 원래 필로 T에 의해 고안되었다. 텔레비전 분야의 선구자로 더 잘 알려진 판스워스.1930년대 초, 그는 텔레비전에 사용하기 위한 많은 진공관 디자인을 조사했고, 흥미로운 효과를 이끌어낸 것을 발견했다.그가 "멀티팩터"라고 불렀던 이 설계에서, 한 전극에서 다른 전극으로 이동하는 전자는 고주파 자기장의 적절한 적용으로 비행 중에 정지되었다.그러면 전하가 튜브의 중앙에 축적되어 높은 증폭으로 이어집니다.불행하게도 전자가 전극에 부딪혔을 때 전극에 높은 침식을 초래했고, 오늘날 다액터 효과는 일반적으로 피해야 할 문제로 여겨진다.

판스워스가 이 소자에 대해 특히 관심을 보인 것은 특정 지점에 전자를 집중시키는 능력이었다.핵융합 연구의 가장 큰 문제 중 하나는 뜨거운 연료가 용기의 벽에 부딪히는 것을 막는 것이다.이 경우 연료는 핵융합 반응이 일어날 정도로 뜨거워지지 않습니다.판스워스는 원자로의 "벽" 장이 전자 또는 이온이 다중 액터에 의해 제자리에 고정되는 정전 플라즈마 구속 시스템을 구축할 수 있다고 추론했다.그러면 연료가 벽을 통해 주입될 수 있고, 일단 안으로 들어가면 빠져나갈 수 없을 것이다.그는 이 개념을 가상 전극이라고 불렀고, 이 시스템은 전체적으로 퓨저라고 불렀습니다.

설계.

Farnsworth의 원래 퓨저 디자인은 원래의 멀티팩터처럼 전극의 원통형 배치를 기반으로 했습니다.연료가 이온화된 후 외부(물리적) 전극의 구멍을 통해 소형 가속기에서 발사되었습니다.일단 구멍을 통과하면 그들은 빠른 속도로 내부 반응 영역을 향해 가속되었다.양전하를 띤 전극의 정전기 압력은 연료 전체를 챔버 벽에서 떨어뜨리지 않게 하고 새로운 이온의 충격으로 가장 뜨거운 플라즈마를 중앙에 유지합니다.그는 이것을 관성 정전 제한이라고 불렀는데, 이 용어는 오늘날까지 계속 사용되고 있다.융접이 발생하려면 전극 사이의 전압이 25,000V 이상이어야 합니다.

Farnsworth TV 연구소에서 작업

이 모든 작업은 1949년 ITT사가 차세대 RCA가 되기 위한 계획의 일환으로 인수한 Farnsworth Television 연구소에서 이루어졌습니다.그러나 핵융합 연구 프로젝트가 당장 수익성이 있는 것으로 간주되지는 않았다.1965년 이사회는 Harold Geneen에게 Farnsworth 사업부를 매각할 것을 요청하기 시작했지만, 그는 1967년 중반까지 1966년 예산을 자금으로 승인받았다.더 이상의 자금조달은 거부되었고, 이로 인해 ITT의 ^{[citation needed]}핵융합 실험은 중단되었다.

Robert Hirsch의 등장과 수정된 Hirsch-Meeks 퓨저 ^{[citation needed]}특허의 도입으로 상황은 극적으로 변화했다.허쉬의 설계에 기초한 새로운 퓨저는 1964년에서 ^[2]1967년 사이에 처음 제작되었다.Hirsch는 1967년에 그의 디자인을 신문에 발표했다.그의 디자인은 이온을 진공실에 ^[2]쏘기 위한 이온 빔을 포함했다.

그 후 팀은 핵융합 연구 자금을 담당하는 AEC에 의뢰하여 기존의 어떤 "고전" 장치보다 더 많은 핵융합 효과를 내는 서빙 카트에 장착된 시연 장치를 제공했다.관측자들은 놀랐지만 타이밍은 좋지 않았다; 히르쉬 자신은 최근 소련이 토카막을 이용해 이룩하고 있는 위대한 진보를 밝혔다.이 놀라운 개발에 대응하여, AEC는 대규모 토카막 프로젝트에 자금을 집중하고 대체 ^{[citation needed]}개념에 대한 지원을 줄이기로 결정했다.

최근의 동향

일리노이 대학의 George H. Miley는 퓨저를 재검사하여 현장에 다시 도입했습니다.퓨저에 대한 관심은 낮지만 꾸준히 지속되고 있습니다.중요한 개발은 퓨저 기반 중성자 발생기의 성공적인 상업적 도입이었다.2006년부터 2007년 사망할 때까지, 로버트 W. 버스사드는 현재 폴리웰이라고 불리는 퓨저와 유사한 설계의 원자로에 대해 그가 유용한 발전을 ^[24]할 수 있을 것이라고 말했다.최근 퓨저는 공간, 비용, 전력 소모량이 상대적으로 적어 홈 프로젝트로 선택하는 아마추어들 사이에서 인기를 끌고 있다.오픈 소스 퓨저 리서치 컨소시엄(Fusor.net)은 퓨저 세계의 발전을 보고하고 다른 아마추어들의 프로젝트를 지원하는 데 전념하고 있습니다.이 사이트에는 Farnsworth의 원래 특허뿐만 아니라 Hirsch의 발명 ^[25]버전에 대한 특허도 포함하여 퓨저에 대해 수행된 포럼, 기사 및 문서가 포함되어 있습니다.

퓨저 내 융접

베이직 퓨전

핵융합은 가벼운 원자핵이 합쳐져 무거운 원자핵이 되는 반응을 말한다.이 과정은 질량을 에너지로 변화시켜 핵융합 동력을 제공하기 위해 포착될 수 있습니다.많은 종류의 원자가 융합될 수 있다.융합이 가장 쉬운 것은 중수소와 삼중수소이다.핵융합이 일어나려면 이온이 최소 4keV(킬로전자볼트) 또는 약 4500만 켈빈의 온도에 있어야 합니다.두 번째로 쉬운 반응은 중수소와 스스로 융합하는 것이다.이 가스는 가격이 저렴하기 때문에 아마추어가 일반적으로 사용하는 연료입니다.융접반응의 용이성은 ^[26]단면으로 측정된다.

네트워크 전력

이 상태에서 원자는 이온화되어 플라즈마를 형성한다.뜨거운 플라즈마 구름 안에서 핵융합으로 발생하는 에너지는 다음과 같은 방정식으로 ^[27]구할 수 있습니다.

${\displaystyle P_{\text{fusion}}=n_{A}n_{B}\langle \sigma v_{A,B}\rangle E_{\text{fusion}}$

어디에

${\displaystyle {\text{P}}_{}}$퓨전(\$displaystyle P_{\text${fusion$}})$은 퓨전 전력 밀도(볼륨당 시간당 에너지),

n은 A종 또는 B종의 수 밀도(부피당 입자 수)이다).

${\displaystyle }$⟨ ${\displaystyle {vA}_{}}$ , B${\$ {$displaystyle$ \$langle$ \ $sigma$v _ {$A$ , B } \ rangle$}$는 충돌 단면 θ (상대 속도에 따라 다름)와 두 종의 상대 속도 v의 곱으로, 시스템의 모든 입자 속도에 걸쳐 평균화되어 있다${\displaystyle .}$

$E$$융접은 단일$ 융접 반응에 $의해$ 방출되는 에너지입니다$.$

이 방정식은 에너지가 온도, 밀도, 충돌 속도 및 사용된 연료에 따라 달라진다는 것을 보여준다.순출력에 도달하려면 핵융합 반응이 에너지 손실을 만회할 수 있을 만큼 충분히 빨리 일어나야 합니다.핵융합 기술을 사용하는 발전소는 이 뜨거운 구름 속에서 버틸 수 있습니다.플라즈마 구름은 전도와 ^[27]방사선을 통해 에너지를 잃는다.전도란 이온, 전자 또는 중성자가 표면에 닿아 밖으로 새어나오는 것을 말한다.입자와 함께 에너지가 손실됩니다.방사선은 에너지가 구름을 빛처럼 떠나게 하는 것이다.온도가 상승함에 따라 방사선이 증가한다.핵융합으로 순동력을 얻으려면 이러한 손실을 극복해야 합니다.이것에 의해, 전력 출력의 방정식이 성립합니다.

${\text{out}=\eta _{\text{capture}}(P_{\text{fusion}}-P_{\text{configuration}}-P_{\text{radiation}})}$

여기서:

②는 효율입니다.

${\displaystyle P_{}}$ $(\$는 에너지가 많은 질량 이탈에 따른 전도 손실의 힘입니다.

$(\${radiation$}})$은 에너지가 빛처럼 떠나면서 발생하는 방사선 손실의 힘이다.

${\displaystyle {\text{P}}_{}}$out (\$displaystyle P_{\text{out}})$은 퓨전으로부터의 순전력입니다.

John Lawson은 이 방정식을 사용하여 ^[27]맥스웰 클라우드를 기반으로 순 전력의^[27] 몇 가지 조건을 추정했습니다.이것이 로슨 기준이 되었다.퓨저는 일반적으로 와이어 케이지가 재순환 플라즈마 경로에 있기 때문에 전도 손실이 발생합니다.

인퓨저

원래의 퓨저 설계에서는, 몇개의 작은 입자 가속기(기본적으로 끝이 제거된 TV 튜브)가 상대적으로 낮은 전압의 이온을 진공 챔버에 주입합니다.Hirsch 버전의 퓨저에서는 챔버 내의 희가스를 이온화함으로써 이온을 생성한다.두 버전 모두 2개의 동심원 구형 전극이 있으며, 내부 전극은 외부 전극에 대해 음전하(약 80kV)됩니다.일단 이온이 전극 사이의 영역에 들어오면, 이온은 중앙을 향해 가속됩니다.

퓨저는 전극에 의해 이온이 수 keV까지 가속되므로 가열할 필요가 없다(이온들이 어떤 프로세스로 에너지를 잃기 전에 융합하는 한).45메가켈빈의 온도가 어느 기준에서나 매우 높은 반면, 대응하는 전압은 네온사인이나 CRT TV와 같은 장치에서 흔히 볼 수 있는 수준인 4kV에 불과합니다.이온이 초기 에너지로 유지되는 범위 내에서, 에너지는 반응 단면의 피크를 이용하거나 더 높은 에너지에서 발생할 수 있는 불리한(예를 들어 중성자 생성) 반응을 피하기 위해 조정될 수 있다.

중수소 이온화율을 높이기 위해 고전압 전자종을 이용해 이온 형성을 높일 수 있는 자석형 장치(구식 TV 디스플레이 튜브의 기초를 이루는 전자총과 유사)를 포함한 다양한 시도가 이루어지고 있다.지네틱 필드이온 밀도(이온 평균 자유 경로를 보존하는 한계 이내)를 증가시키는 모든 방법 또는 이온 에너지는 일반적으로 초당 생성된 중성자 수로 측정되는 융합 수율을 향상시킬 것으로 기대할 수 있다.

이온 에너지를 증가시킬 수 있는 용이성은 "고온" 핵융합 반응을 고려할 때 특히 유용한 것으로 보인다. 예를 들어, 양성자-붕소 핵융합은 풍부한 연료를 가지고 방사성 삼중수소를 필요로 하지 않으며 1차 반응에서 중성자를 생성하지 않는다.

일반적인 고려 사항

동작 모드

퓨저는 스타 모드와 할로 모드라는 최소 두 가지 작동 모드가 있습니다.헤일로 모드는 1개 또는 2개의 전자빔이 구조에서 나오는 광대칭 글로우가 특징입니다.융접이 ^[28]거의 없다.헤일로 모드는 고압 탱크에서 발생하며 진공 상태가 개선되면 장치가 스타 모드로 전환됩니다.스타 모드는 디바이스 ^[28]센터에서 나오는 밝은 빛 빔으로 나타납니다.

전력 밀도

케이지에 의해 만들어지는 전장은 음이기 때문에 양전하를 띤 이온과 음전자를 동시에 포착할 수 없다.따라서 일부 전하 축적 영역이 있어야 하며, 이는 달성 가능한 밀도에 대한 상한을 초래합니다.이로 인해 기계의 전력 밀도에 상한값이 설정될 수 있으며,^{[citation needed]} 이로 인해 기계의 전력 밀도가 전력 생산에 비해 너무 낮아질 수 있습니다.

이온 속도의 열화

처음 퓨저의 중심에 떨어졌을 때 이온은 모두 같은 에너지를 가지지만 속도 분포는 맥스웰-볼츠만 분포에 빠르게 가까워질 것입니다.이는 몇 밀리초 안에 간단한 쿨롱 충돌을 통해 발생하지만 빔의 불안정성은 훨씬 더 빠르게 발생합니다.이에 비해, 어떤 이온도 융접 반응을 일으키기 전에 몇 분이 걸리기 때문에, 적어도 전력 생산에 있어서 퓨저의 단일 에너지 그림은 적절하지 않습니다.열화의 결과 중 하나는 일부 이온이 핵융합 반응을 거치지 않고 전위 유정을 떠날 수 있는 충분한 에너지를 얻는 것입니다.

전극

퓨저 전원 시스템의 전극에는 해결되지 않은 문제가 많이 있습니다.우선 전극은 그 자체의 전위에 영향을 줄 수 없기 때문에 언뜻 보면 융접 플라즈마가 내부 전극과 거의 직접 접촉하여 플라즈마가 오염되고 전극이 파괴되는 것처럼 보입니다.그러나 핵융합의 대부분은 코어를 관통하는 가시적인 "선"으로 보이는 최소 ^[29]전위 영역에서 형성되는 마이크로 채널에서 발생하는 경향이 있다.영역 내의 힘이 대략적으로 안정된 "오르빗"에 해당하기 때문에 이러한 힘이 형성됩니다.스타 모드에서 작동하는 일반적인 그리드에서 고에너지 이온의 약 40%가 이러한 마이크로 채널 ^[30]내에 있을 수 있습니다.그럼에도 불구하고 그리드 충돌은 Farnsworth-Hirsch 퓨저의 일차 에너지 손실 메커니즘으로 남아 있다.복잡한 문제는 중앙 전극을 냉각하는 것입니다. 발전소를 가동하기에 충분한 전력을 생산하는 퓨저는 내부 전극도 파괴할 것으로 보입니다.한 가지 기본적인 한계로서 작동 유체를 가열하기 위해 포착된 중성자속을 생성하는 모든 방법은 전극을 그 자속으로 충격하여 전극을 가열합니다.

이러한 문제를 해결하기 위한 시도로는 Bussard의 Polywell 시스템, D. C. Barnes의 변형된 Penning 트랩 접근법, 그리드를 유지하지만 손실을 피하기 위해 마이크로 채널에 이온을 더 촘촘히 집중시키려는 일리노이 대학의 퓨저가 있습니다.세 가지 모두 관성 정전 제한(IEC) 장치이지만, 마지막 장치만 실제로 "퓨저"입니다.

방사능

하전 입자는 속도를 ^[31]바꿀 때 빛으로 에너지를 방출할 것이다.이 손실률은 라모르 공식을 사용하여 비상대론적 입자에 대해 추정할 수 있습니다.퓨저 안에는 이온과 전자 구름이 있다.이 입자들은 이동하면서 가속하거나 감속할 것이다.이러한 속도의 변화는 구름을 빛과 같은 에너지를 잃게 만든다.퓨저의 방사선은 사용된 퓨저의 유형에 따라 가시, 자외선 및 X선 스펙트럼에 있을 수 있습니다.이러한 속도의 변화는 입자(이온 대 이온, 이온 대 전자, 전자 대 전자) 간의 정전적 상호작용 때문일 수 있습니다.이것은 bremsstrahlung 방사선으로 불리며, 퓨저에서 흔히 볼 수 있습니다.속도의 변화는 입자와 전기장 사이의 상호작용에 의해서도 발생할 수 있습니다.자기장이 없기 때문에 퓨저는 저속에서는 사이클로트론 방사선을 방출하지 않으며 고속에서는 싱크로트론 방사선을 방출하지 않습니다.

Todd Rider는 열역학적 평형이 아닌 플라즈마 핵융합 시스템의 근본적인 한계에서 준중성 등방성 플라즈마는 D-T(또는 D-D 또는 D-He3) 이외의 연료에 대해 금지된 속도로 브렘스스트룽에 의해 에너지를 손실할 것이라고 주장한다.준중성 플라즈마는 IEC 융합의 기본 부분인 전계에 의해 포함될 수 없기 때문에 이 논문은 IEC 융합에는 적용되지 않는다.그러나 이전 논문인 "관성-정전기 제한 융합 시스템에 대한 일반적인 비판"에서 Rider는 퓨저를 포함한 일반적인 IEC 장치를 직접 다룬다.퓨저의 경우 전자는 일반적으로 전극 근처에서 절연된 연료의 질량과 분리되어 손실률을 제한합니다.그러나 Rider는 실용적인 퓨저가 상당한 전자 혼합 및 손실을 초래하거나 전력 밀도를 교대로 낮추는 다양한 모드에서 작동한다는 것을 보여줍니다.이것은 퓨저와 같은 시스템의 출력을 제한하는 일종의 catch-22로 보입니다.

안전.

퓨저의 구축 및 작동과 관련된 몇 가지 주요 안전 고려사항이 있습니다.첫째, 고전압입니다.둘째, 가능한 X선과 중성자 방출이 있다.또한 현지 및 규제 당국과의 홍보/오보 고려 사항도 있습니다.

상용 어플리케이션

생산원
중성자
에너지	2.45 MeV
덩어리	940 MeV
전하	섭씨 0도
스핀	1/2

중성자원

퓨저는 실행 가능한 중성자 선원으로 증명되었다.일반적인 퓨저는 원자로나 입자 가속기 선원만큼 높은 플럭스에 도달할 수 없지만 여러 용도로 충분하다.중요한 것은 중성자 발생기가 벤치탑에 쉽게 놓여져 스위치만 누르면 꺼질 수 있다는 점이다.상업용 ^[9]퓨저는 1996년부터 2001년 초 사이에 브레멘의 다임러크라이슬러 우주항공우주인프라스트럭처(DaimlerChrysler Aerospace – Space Infrastructure) 내에서 비핵심 사업으로 개발되었습니다.프로젝트가 효과적으로 종료된 후, 전 프로젝트 매니저는 NSD-Fusion이라는 ^[12]회사를 설립했습니다.지금까지 용융기 유사 장치에 의해 달성된 최고 중성자속은 중수소-중수소 융합 ^[10]반응으로 초당 3 × 10¹¹ 중성자였다.

의료용 동위원소

신생기업들은 퓨저에 의해 생성된 중성자속을 ^[10][11]의료에 사용되는 동위원소인 Mo-99를 생성하기 위해 사용해 왔다.

특허

• 베넷, W. H., 미국 특허 3,120,475, 1964년 2월. (열핵전력)
• P. T. Farnsworth, 미국 특허 3,258,402, 1966년 6월(전기 방전 - 핵 상호작용).
• P. T. 판스워스, 미국 특허 3,386,8831968년 6월(방법 및 장치).
• 허쉬, 로버트, 미국 특허 3,530,0361970년 9월.
• 허쉬, 로버트, 미국 특허 3,530,4971970년 9월(생성 장치 - Hirsch/Meeks).
• 허쉬, 로버트, 미국 특허 3,533,9101970년 10월(리튬 이온원).
• 허쉬, 로버트, 미국 특허 3,655,5081972년 4월(플라즈마 누출 감소).
• P. T. 판스워스, 미국 특허 3,664,9201972년 5월(정전기 격납).
• R. W. Bussard, "하전 입자를 제어하는 방법 및 장치", 미국 특허 4,826,646, 1989년 5월(방법 및 장치 - 자기 그리드장).
• R. W. Bussard, "핵융합 반응을 생성하고 제어하는 방법 및 장치", 미국 특허 5,160,695, 1992년 11월(방법 및 장치 - 이온 음파).

「 」를 참조해 주세요.

• 쿨롱 장벽
• 헬륨-3 – 연료 가능성
• 퓨저 예시 목록
• 플라즈마(물리학) 기사 목록
• 폴리웰

레퍼런스

추가 정보

외부 링크

• 데이비드, 슈나이더 "TV에서 퓨전?"아메리칸 사이언티스트, 7월-8월
• "University of Wisconsin-Madison IEC homepage". Archived from the original on 2003-08-17.
• RTFTechnologies.org IEC 핵융합로 상세 IEC 원자로 건설 정보
• 판매용 중성자 - New Scientist 기사
• 핵융합 실험으로 원자력 발전의 부드러운 면을 확인 - 유선 기사
• Fusion, IEC, ICC 및 Plasma Physics 관련 각종 특허 및 기사
• 작은 진공 시스템과 약간의 바스켓 짜기로 작동하는 관성-정전기 제한 중성자원을 얻는 방법
• Bussard의 "아뉴트로닉" 붕소 버전 설명
• Fusor.net 취미생활자용 퓨저빌더를 위한 포럼
• NSD-퓨전
• : CS1 maint : 부적합한 URL (링크)고등학생에게 퓨저를 가르칩니다"North West Nuclear Consortium". Archived from the original on 2013-12-03.{{cite web}}.
• Farnsworth Fusor는 2013-09-07년 Farnsworth Chronicles의 Wayback Machine에 보관되었습니다(farnovision.com).
• 사용방법: 60분만에 퓨저 만들기