核聚变可以为NASA航天器提供动力

2019-02-08 01:05:00

作者:Duncan Graham-Rowe如果美国国家航空航天局(NASA)关于核聚变动力发动机的想法起飞的话,从地球轨道到火星的旅程时间可以从六个月缩短到不到六周太空飞行发动机由美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的工程师比尔埃姆里奇领导的团队开发他预测,他的聚变驱动能够产生300倍于任何化学火箭发动机的推力,并且仅使用其燃料质量的一小部分这意味着行星际飞行任务将不再需要等待“最短行程”发射窗口 “你可以随时发射,”Emrich说原理是维持船上的聚变反应,并发射出航天器后部产生的一些能量,产生推力当然,利用融合并非易事科学家们一直在努力控制聚变反应所需的带电离子的超热等离子体为了实现融合,科学家将氢同位素氘和氚加热到至少1亿开尔文这从同位素中剥离电子,产生裸核的等离子体如果这种等离子体足够热且足够致密,则两种类型的核融合,释放出中子和巨大的能量然而,等离子体只能被强磁场所包含,并且产生不泄漏的容纳场已经证明是非常困难的更重要的是,没有人设法产生稳定的聚变反应,通过“收支平衡”点,反应产生的能量超过维持它的能量幸运的是,对于埃姆里奇来说,反应不需要远远超出盈亏平衡点就可以产生推力他说,遏制不那么令人头疼,因为你实际上想要一些血浆逃逸 “这就是推力的来源”问题是1亿开尔文不够热,无法产生推力在该温度下,聚变反应仅产生中子,这些中子是不带电的,因此不能通过磁喷嘴进行转向和点火要产生推力,需要带电粒子 Emrich提出了一个大胆的解决方案他想利用微波将等离子体加热到6亿开尔文,引发一种不同的聚变反应,产生不是中子,而是带电的α粒子 - 氦原子核然后可以从磁性喷嘴发射这些以推动飞行器 Emrich已经使用氩等离子体的缩小版本测试了这个想法他发现他可以通过使用一个长而圆柱形的磁场来解决许多遏制问题,磁场两端都有强大的磁铁(见图)在聚变驱动中,可以轻松控制末端的场以释放高能α粒子并推进飞行器如果融合研究人员能够实现稳定,均衡的融合,Emrich认为全面的融合驱动 - 可能长达100米 - 可以在二十年内准备就绪并等待他将于下周在新墨西哥州阿尔伯克基的一个太空技术论坛上全面展示他的计划更多关于这些主题: