Sekcja 2Inżynieria fuzji

Drabina sieci krystalicznej

Uniwersytet. · 2 min czytania

Co proponuje

Traktuj barierę kulombowską jako wielkość środowiskową, a nie stałą. Upakuj deuter w metalu tak gęsto, że własne elektrony metalu częściowo znoszą ładunek między jądrami, potem dostarcz mały wyzwalacz. Bariera nie znika; tempo reakcji przy danej energii rośnie, o czynnik zależny wyłącznie od tego, w jakim ciele stałym siedzą jądra. To pojedyncze zdanie jest najbardziej instytucjonalnie solidnym twierdzeniem w całym tym programie, i jest to szczebel, przez który powinna przechodzić każda strona o energii.

Dla kogo jestInżynierowie materiałowi · Fizycy jądrowi

Dlaczego biblioteka to podpowiada

Przejdź szczeble, które zespół z Glenn naprawdę pokonał — nasycić metal, osłonić ładunek, wyzwolić wiązkę, odczytać neutrony — krok po kroku.

Zanim czymkolwiek poruszysz — czego się spodziewasz?

To nieobowiązkowe i nie ma tu żadnej punktacji. Przyrząd poniżej działa tak samo, niezależnie od tego, czy odpowiesz.

Metal nasycony deuterem zostaje wyzwolony wiązką fotonów i wychodzą z niego neutrony. W jakich warunkach, twoim zdaniem, trzymane jest przy tym paliwo?

Gorąca plazma, utrzymana przez chwilę — coś musi przecież ścisnąć paliwo razem.
Ciało stałe w temperaturze pokojowej — jądra siedzą w szczelinach kryształu i nie ruszają się.
Z zimnego metalu nie wychodzi nic mierzalnego — odpychanie między jądrami jest o wiele za silne.

Przebieg doświadczenia w Glenn, krok po kroku

Oto doświadczenie stojące za dwoma artykułami w Physical Review C, w kolejności, w jakiej naprawdę przebiega. Naładuj metal deuterem, aż jądra usiądą w szczelinach kryształu. Pozwól, by własne elektrony metalu ekranowały ładunek między nimi. Wyzwól wszystko wiązką fotonów. Potem odczytaj neutrony wychodzące z paliwa, które nigdy się nie poruszyło. Przejdź pięć kroków i zobacz, jak łańcuch się domyka.

Pięć kroków doświadczenia

Krok 1 / 5 — Naładuj metal

Załadowany metal

Deuterek tytanu (TiD₂)Deuterek erbu (ErD₃)

Reguła precyzji, której trzyma się ten przyrząd: ekranowanie podnosi tempo tunelowania, obniżając barierę efektywną, z którą mierzy się para. Nie obniża nagiego prawa Coulomba i nic tutaj nie rusza stałej Plancka ani stałej struktury subtelnej. Wzmocnienie liczone jest ze zmierzonej energii ekranowania gospodarza tymi samymi funkcjami, których używa eksplorator ekranowania na tej stronie.Nic się tu nie porusza samo. Rysunek zmienia się tylko wtedy, gdy zrobisz krok.

Układ opisany w artykule

Deuter jest upakowany w tytanie albo w erbie tak, że jądra siadają w szczelinach samego kryształu, w gęstości ciała stałego i w temperaturze pokojowej. Nie ma tu plazmy ani magnesu: to atomy metalu trzymają paliwo tam, gdzie jest.

Co niesie ten krok

Deuter utrzymywany w sieci: 1E22–1E23 na centymetr sześcienny

To, co te artykuły raportują, to reakcje, a energia weszła jako promieniowanie gamma. Zysk energii netto jest innym pomiarem i nie został wykonany. Reaktor oddający więcej, niż pobiera, spalałby paliwo, co jest osobnym zdaniem i osobnym kamieniem milowym.

Zakres: ten przyrząd rysuje opublikowany łańcuch kampanii z 2020 roku i przypisane mu energie. Nie liczy przekroju czynnego, ciepła ani mocy wyjściowej.

Każda liczba w tym przyrządzie pochodzi z tych arkuszy źródłowych

Zespół NASA Glenn załadował erb i tytan deuterem, uderzył próbki wiązką promieniowania hamowania nie większą niż 2,9 miliona elektronowoltów i zmierzył neutrony 2,45 MeV — odcisk palca fuzji deuter-deuter — powtarzalnie, z paliwa, które nigdy się nie porusza (Novel nuclear reactions in bremsstrahlung-irradiated deuterated metals, 2020). Program wokół tego pomiaru, łącznie z czteroosobowym panelem recenzenckim, którego zadaniem było go zaatakować, jest przedstawiony w Lattice Confinement Fusion Overview (2020) oraz prostym językiem dla inżynierów w A New Way of Triggering Nuclear Fusion (2022), która podaje liczbę załadowania sprawiającą, że to działa: około dziesięć do dwudziestej trzeciej deuteronów na centymetr sześcienny, dziewięć rzędów wielkości gęściej niż plazma uwięziona magnetycznie. Wielkość efektu ekranowania nie jest modelem, jest zmierzona na akceleratorze: w tytanie energia ekranowania wynosi około 27 elektronowoltów, w palladzie około 310, w tlenku palladu około 600 — a przy energii bombardowania 2,5 kiloelektronowolta tlenek palladu ulega fuzji jakieś sto razy częściej niż tempo gołego jądra (Screening energy for low energy nuclear reactions in condensed matter, 2020). Ujęcie mechanizmu przez NASA i Navy, zestawione z zmierzonym przesunięciem okresu połowicznego rozpadu berylu-7 uwięzionego wewnątrz fulerenu, to Electron Screened and Enhanced Nuclear Reactions (2022).

Eksperyment albo budowa

Kolejny szczebel to nie większa maszyna, to seria materiałowa. Energie ekranowania Kasagiego zmierzono na garstce nośników. Nikt nie przeprowadził pełnego przemiatania: załaduj dwadzieścia różnych nośników i chemii nośników — metale, tlenki, stopy, filmy nanostrukturalne — do zmierzonej stechiometrii, wystrzel tę samą niskoenergetyczną wiązkę deuteronów w każdy z nich, i opublikuj energię ekranowania względem materiału. Pomiarem rozstrzygającym jest energia ekranowania w elektronowoltach, dla każdego nośnika, z niezależnie zmierzonym stosunkiem załadowania, wykreślona tak, by inżynier materiałowy mógł odczytać, z jakiego ciała stałego zbudować reaktor. Ten wykres nie istnieje i jest pojedynczym najbardziej użytecznym brakującym dokumentem w tej dziedzinie.

Kontekst badań

Efekt jest w dwóch pracach Physical Review C z autorstwem NASA, zrecenzowany przez panel zwołany, by go zaatakować, a przegląd materiałów za nim stojący jest wątły.

Podejmij tę kartę

Pomiar, który rozstrzyga: Pomiarem rozstrzygającym jest energia ekranowania w elektronowoltach, dla każdego nośnika, z niezależnie zmierzonym stosunkiem załadowania, wykreślona tak, by inżynier materiałowy mógł odczytać, z jakiego ciała stałego zbudować reaktor.
Ile kosztuje start: Uniwersytet.
Inżynier, którego kształtuje: To karta, która stawia tezę powracającą w całej tej pracy: wąskim gardłem jest inżynieria materiałowa, nie teoria.

Na czym się opiera

Gdzie leży w programie

Fuzja w sieci krystalicznej: podłoże energetyczne