관성 정전 제한

Inertial electrostatic confinement
별모드에서 핵융합을 나타내는 퓨저

관성정전기제한(IEC)은 자기융합에너지(MFE) 설계에서 발견되는 자기장을 사용하여 플라즈마를 제한하기 위해 전기장을 사용하는 융합전력장치이다.대부분의 IEC 장치는 핵융합 조건으로 연료를 직접 가속하므로 MFE 장치의 긴 가열 단계에서 발생하는 에너지 손실을 방지할 수 있다.이론적으로, 이는 IEC 장치를 핵융합에 대한 가장 널리 연구된 접근 방식 중 하나로 만드는 여러 가지 실질적인 이점을 제공하는 대체 아뉴트로닉 핵융합 연료 사용에 보다 적합하게 만듭니다.

플라즈마 내의 음전하 전자와 양전하 이온은 전계 내에서 서로 다른 방향으로 이동하기 때문에 두 입자가 서로 가깝게 유지되도록 필드가 어떤 방식으로 배치되어야 합니다.대부분의 IEC 설계는 전자 또는 이온을 전위 유정을 가로질러 끌어당김으로써 이를 달성합니다. 전위는 떨어지고 입자는 관성으로 인해 계속 움직입니다.다른 방향으로 이동하는 이온이 충돌할 때 이 낮은 전위 영역에서 융접이 발생합니다.나머지 연료와의 무작위 충돌이 아니라 핵융합에 필요한 에너지 레벨을 생성하는 것이 현장에서 제공되는 운동이기 때문에 플라즈마의 대부분은 뜨거울 필요가 없으며 전체 시스템은 MFE 장치보다 훨씬 낮은 온도 및 에너지 레벨에서 작동합니다.

IEC 장치 중 가장 간단한 것은 퓨저로, 2개의 동심원 금속 와이어 구형 그리드로 구성됩니다.그리드가 고전압으로 충전되면 연료 가스가 이온화됩니다.양자 사이의 장은 연료를 안쪽으로 가속시키고 내부 그리드를 통과할 때 장은 떨어지고 이온은 중앙을 향해 안쪽으로 계속됩니다.만약 그들이 다른 이온과 충돌한다면 그들은 융합을 겪을지도 모른다.그렇지 않으면 반응 영역을 벗어나 다시 충전 영역으로 이동하여 내부로 가속됩니다.전체적으로 물리적 과정은 충돌 빔 융접과 유사하지만 빔 장치는 구형 대신 선형입니다.폴리웰과 같은 다른 IEC 설계는 잠재적 유정을 만드는 데 사용되는 필드의 배열에 큰 차이가 있다.

IEC 접근방식은 연료가 고르게 가열될 경우 존재하지 않는 에너지 손실 메커니즘 또는 "맥스웰"의 영향을 받는다는 여러 상세한 이론적 연구가 다수 있다.이러한 손실 메커니즘은 이러한 장치의 융접 속도보다 큰 것으로 나타나며, 이는 융접 브레이븐에 도달할 수 없으므로 전력 생산에 사용됩니다.이러한 메커니즘은 연료의 원자 질량이 증가할 때 더욱 강력하며, 이는 IEC가 아뉴트로닉 연료에도 어떠한 이점도 없다는 것을 의미한다.이러한 임계값이 특정 IEC 기기에 적용되는지 여부는 여전히 논란의 여지가 많다.

메커니즘

이온이 가속될 때마다 운동 에너지 이득은 11,604 켈빈(K)의 온도 상승에 해당합니다.예를 들어 일반적인 자기구속융접 플라즈마는 15keV로 170메가켈빈(MK)에 상당합니다. 1의 전하를 가진 이온은 15,000V의 강하를 통해 가속됨으로써 이 온도에 도달할 수 있습니다.이러한 종류의 전압은 일반적인 전기 장치에서 쉽게 얻을 수 있습니다; 일반적인 브라운관은 아마도 다음과 같이 작동합니다.1/3 범위입니다.

퓨저에서 전압 강하는 와이어 케이지로 이루어집니다.그러나 융접이 일어나기 전에 대부분의 이온이 케이지 안으로 떨어지기 때문에 퓨저에서 높은 전도 손실이 발생합니다.이것에 의해, 현재의 퓨저가 순전력을 발생시키지 않게 됩니다.

이것은 퓨저에서의 융접의 기본 메커니즘을 나타낸 그림입니다. (1) 퓨저에는 2개의 동심원 와이어 케이지가 포함되어 있습니다.음극은 양극 내부에 있으며, (2) 양이온은 내부 음극에 흡착된다.전압이 떨어집니다.전장은 이온을 융접상태로 가열하는 데 작용한다. (3) 이온이 내부 케이지에 닿지 않는다. (4) 이온이 중앙에서 충돌하여 [1][2]퓨즈가 발생할 수 있다.

역사

1930년대

마크 올리펀트는 핵융합을 [3]통해 삼중수소와 헬륨-3을 생성하기 위해 캐번디시 연구소의 콕크로프트와 월튼의 입자 가속기를 조정한다.

1950년대

이 그림은 다양한 IEC 개념 및 실험에 대한 양극/음극 설계를 보여준다.

Jim Tuck을 포함한 LANL의 연구원 3명은 1959년 논문에서 [4]이론적으로 이 아이디어를 처음 탐구했습니다.그 아이디어는 [5]동료에 의해 제안되었다.그 개념은 양자의 케이지 안에서 전자를 포획하는 것이었다.전자는 이온을 핵융합 상태로 가속시킬 것이다.

나중에 IEC 분야로 통합될 다른 개념들이 개발되고 있었다.여기에는 John D에 의한 로슨 기준의 출판이 포함된다. 1957년 영국에서 [6]로슨.이것은 뜨거운 Maxwellian 플라즈마 구름을 사용하여 융접을 하는 발전소 설계에 대한 최소 기준을 제시한다.또한 1957년 [7][8]Courant Institute의 Harold Grad 그룹에 의해 수행된 쌍원추 내부에서 전자가 어떻게 동작하는지를 탐구하는 작업.바이코닉 첨자는 두 개의 동일한 자극이 서로 마주보고 있는 장치입니다(즉, 북-북).전자와 이온은 이들 사이에 끼일 수 있다.

1960년대

미국 특허 3,386,883 - Philo Farnsworth 1968 특허의 개요.이 장치는 필드를 만들기 위한 내부 케이지와 외부에는 4개의 이온 총이 있습니다.

진공관에 대한 그의 연구에서, Philo Farnsworth는 전하가 튜브의 영역에 축적되는 것을 관찰했다.오늘날 이 효과는 멀티팩터 [9]효과로 알려져 있습니다.판스워스는 이온이 충분히 농도가 높으면 충돌하고 융합할 수 있다고 추론했다.1962년 그는 핵융합을 [10]이루기 위해 플라즈마를 농축하는 양의 내부 케이지를 사용한 디자인에 대한 특허를 출원했다.이 시간 동안, 로버트 L. Hirsch는 Farnsworth Television 연구소에 입사하여 퓨저가 된 것을 연구하기 시작했다.Hirsch는 1966년에[11] 그 디자인에 특허를 냈고 1967년에 [12]그 디자인을 발표했다.Hirsch 기계는 직경 17.8cm의 기계로 150kV의 전압 강하가 있었으며 재료 주입을 돕기 위해 이온 빔을 사용했습니다.

동시에 1963년 [13]프린스턴에서 Lyman Spitzer에 의해 플라즈마 물리학의 핵심 교재가 출판되었다.스피처는 이상적인 가스 법칙을 취해서 이온화된 플라즈마에 적응시켜 플라즈마를 모형화하는 데 사용되는 많은 기본 방정식을 개발했습니다.한편, 자기 거울 이론과 직접 에너지 변환은 리차드 F에 의해 개발되었다. LLNL에 [14][15]있는 포스트의 그룹. 자석 거울 또는 마그네틱 병은 극이 뒤바뀐다는 점을 제외하고는 쌍원추와 유사하다.

1980년대

1980년에 Robert W. Bussard는 퓨저와 자기 거울인 폴리웰 사이의 교차를 개발했다.그 아이디어는 자기장을 이용하여 중성적이지 않은 플라즈마를 제한하는 것이었다.이것은 차례로 이온을 끌어당길 것이다.이 생각은 이전에,[16][17][18] 특히 러시아의 올레그 라브렌티예프에 의해 발표되었었다.Bussard는 이 디자인 특허를 취득했고,[20] 이 아이디어를 개발하기 위해 국방위협감축국, DARPA 및 미 해군으로부터 자금을 받았다.

1990년대

Bussard와 Nicholas Krall은 90년대 [21][22]초에 이론과 실험 결과를 발표했다.이에 대응하여 Lawrence Lidsky가 이끄는 MIT의 Todd Rider는 [23]이 장치의 일반 모델을 개발했습니다.라이더는 그 장치가 근본적으로 제한적이라고 주장했다.같은 해 1995년 LLNL의 윌리엄 네빈스는 [24]폴리웰에 대한 비판을 발표했다.네빈스는 입자들이 각운동량을 증가시켜 고밀도 핵을 열화시킬 것이라고 주장했다.

90년대 중반, Bussard 출판물은 위스콘신-매디슨 대학과 일리노이 대학 어바나-샴페인에서 퓨저의 개발을 촉진했습니다.매디슨의 기계는 [25]1995년에 처음 만들어졌다.일리노이주 조지 H 마일리 교수팀은 중수소 가스를[26] 이용해 중성자 10개를 만들어7 낸 25cm 크기의 퓨저를 1994년 [27]제작해 퓨저 작동의 '별 모드'를 발견했다.이듬해 제1회 'IEC 융합에 관한 미일 워크숍'이 열렸다.이것은 IEC 연구자를 위한 첫 번째 회의입니다.이 시기에 유럽에서 IEC 장치는 다임러-크라이슬러 항공우주사에 의해 [28]FusionStar라는 이름으로 상용 중성자원으로 개발되었다.90년대 후반, 취미 생활자인 리차드 헐은 [29]그의 집에서 아마추어 퓨저를 만들기 시작했다.1999년 3월,[30] 그는 초당 10개의5 중성자 속도를 달성했다.Hull과 Paul Schatzkin은 1998년에 [31]fusor.net를 시작했습니다.이번 공개토론회를 통해 아마추어 핵융합자 커뮤니티가 직접 만든 퓨저를 이용한 핵융합 실험을 진행했다.

2000년대

2000년 자동화된 제어 기능을 갖춘 밀폐 반응 챔버로서 고입력 전력 열화 없이 7200시간 작동한다는 시연에도 불구하고 Fusion Star 프로젝트는 취소되고 NSD Ltd.가 설립되었습니다.구면 FusionStar 기술은 NSD Ltd.에 의해 개선된 효율성과 더 높은 중성자 출력을 가진 선형 기하학 시스템으로 더욱 개발되었으며, 이는 2005년에 NSD-Fusion GmbH가 되었다.

2000년 초, 알렉스 클라인은 폴리웰과 이온 [32]빔 사이의 교차를 개발했다.클라인 박사는 Gabor 렌즈를 사용하여 융합을 위해 중성적이지 않은 구름에 혈장을 집중시키려고 시도했다.그는 FP세대를 설립해 2009년 4월 2개의 [33][34]벤처펀드로부터 300만달러의 자금을 조달했다.이 회사는 MIX와 Marble 기계를 개발했지만 기술적인 문제에 부딪혀 문을 닫았다.

라이더스의 비판에 대해 LANL의 연구원들은 플라즈마가 국소 열역학 평형 상태에 있을 수 있다고 추론했다. 이는 POPS와 페닝 트랩 [35][36]기계를 자극했다.이 시기에 MIT 연구원들은 우주 추진과[37] 우주 비행체 [38]동력을 위한 퓨저에 관심을 갖게 되었다.구체적으로, 연구원들은 여러 개의 내부 케이지를 가진 퓨저를 개발했다.2005년, 그렉 피에퍼는 의료용 [39]동위원소 대량 생산을 위한 중성자원으로 퓨저를 개발하기 위해 피닉스 핵 연구소를 설립했다.

Robert Bussard는 2006년에 [40]Polywell에 대해 공개적으로 말하기 시작했다.그는 2007년 [42]다발성 골수종으로 사망하기 전까지 연구에 대한 관심을 불러일으키려 했다.그의 회사는 2008년과 [45]2009년에[43][44] 미 해군으로부터 1,000만 명 이상의 자금을 조달할 수 있었습니다.

2010년대

Bussard의 출판물은 시드니 대학교가 2010년에 [46]폴리웰의 전자 포획에 대한 연구를 시작하도록 자극했다.이 그룹은 이론,[47] 장치 모델링,[48] 장치 제작, 포획 측정[49] 및 포획 시뮬레이션을 수행했습니다.이 기계들은 모두 저전력 및 저비용이었으며 베타 비율이 작았습니다.2010년 칼 그레닝거는 60kV [50][51]퓨저를 이용해 고등학생들에게 핵공학 원리를 가르치는 기관인 노스웨스트 핵 컨소시엄을 설립했다.2012년, Mark Suppes는 브루클린에서[53] 퓨저로 [52]주목을 받았다.또한 폴리웰 [54]내부의 전자 포획을 측정했습니다.2013년, 첫 번째 IEC 교과서는 조지 H. 마일리([55]George H. Miley

케이지 포함 디자인

퓨저

가장 잘 알려진 IEC 장치는 [12]퓨저입니다.이 장치는 일반적으로 진공 챔버 안에 있는 두 개의 와이어 케이지로 구성됩니다.이 케이지들은 그리드라고 불립니다.내부 케이지가 외부 케이지에 대해 음전압으로 고정되어 있습니다.소량의 핵융합 연료가 도입됩니다(중수소 가스가 가장 일반적입니다).그리드 사이의 전압으로 인해 연료가 이온화됩니다.음이온은 음의 내부 케이지를 향해 전압이 떨어집니다.이온이 가속하면 전장이 이온에 작용하여 이온을 핵융합 상태로 가열합니다.이 이온들이 충돌하면, 융합될 수 있다.퓨저는 또한 전기 그리드 대신 이온 건을 사용할 수 있습니다.퓨저는 쉽게 만들 수 있고 정기적으로 핵융합을 생산할 수 있고 핵물리학을 공부하는 실용적인 방법이기 때문에 [56]아마추어들에게 인기가 있다.퓨저는 산업용 [57]중성자 발생기로도 사용되어 왔다.

어떤 퓨저도 상당한 양의 핵융합 전력을 생산하는데 근접하지 못했습니다.고압이 필요하고 유해한 방사선(중성자 및 X선)을 발생시키기 때문에 적절한 주의를 기울이지 않으면 위험할 수 있습니다.종종 이온은 우리나 벽과 충돌한다.이는 성능을 제한하는 장치로부터 에너지를 전달합니다.또한 충돌은 그리드를 가열하여 고출력 장치를 제한합니다.충돌은 또한 반응 챔버에 대량의 이온을 분사하여 플라즈마를 오염시키고 연료를 냉각시킵니다.

팝스

비열 플라즈마를 검사하는 과정에서 LANL의 작업자들은 핵융합보다 산란 가능성이 더 높다는 것을 알게 되었습니다.이는 쿨롱 산란 단면이 융접 [58]단면보다 크기 때문입니다.이에 대응하여 그들은 이온이 일정한 상태로 움직이거나 진동하는 철사 케이지를 갖춘 기계인 [59][60]POPS를 만들었습니다.이러한 플라즈마는 국소 열역학적 [61][62]평형에 있을 수 있다.이온 진동은 항상 이온의 평형 분포를 유지하며 쿨롱 산란으로 인한 전력 손실을 제거하여 순 에너지 이득을 가져올 것으로 예측됩니다.이 디자인을 연구하면서,[63] 러시아의 연구원들은 2009년에 입자 인 셀 코드를 사용하여 POPS 디자인을 시뮬레이션했다.이 원자로 개념은 장치의 크기가 축소됨에 따라 점점 더 효율화된다.단, POPS 개념의 정상적인 동작을 위해서는 매우 높은 투명도(99.999%)가 필요합니다.이를 위해 S. Krupakar Murali 등은 카본 나노튜브를 음극 [64]그리드에 사용할 수 있다고 제안했다.이것은 또한 탄소 나노튜브를 핵융합로에 직접 적용하는 첫 번째(권장)이기도 하다.

필드가 있는 설계

IEC와 함께 자기장과 정전장을 결합하려는 여러 방식이 있습니다.목적은 퓨저의 내부 와이어 케이지와 그로 인한 문제를 제거하는 것입니다.

폴리웰

폴리웰은 자기장을 이용해 전자를 가둔다.전자나 이온이 밀도가 높은 장으로 이동하면 자기 거울 [15]효과에 의해 반사될 수 있습니다.폴리웰은 전자를 중심에 가두도록 설계되어 있으며,[49][65][66] 그 주위를 고밀도 자기장이 둘러싸고 있습니다.이것은 보통 한 상자에 6개의 전자석을 사용하여 이루어집니다.각 자석은 극이 안쪽으로 향하도록 배치되어 중심에 늘 점을 만듭니다.중앙에 갇힌 전자는 "가상 전극"을 형성합니다. 이상적으로, 이 전자 구름은 이온을 핵융합 [19]상태로 가속시킵니다.

페닝 트랩

페닝 트랩 횡단면축은 수직입니다.전자는 DC 정전(파란색) 및 DC 자기(빨간색) 구속 하에서 중심을 선회합니다.이 다이어그램에서 제한된 입자는 양성이며, 전자를 제한하려면 전극의 극성을 교환해야 합니다.

페닝 트랩은 입자를 트랩하기 위해 전기장과 자기장을 사용하고, 입자를 반경방향으로 구속하기 위한 자기장과 입자를 [68]축방향으로 구속하기 위한 4극 전장을 사용한다.

페닝 트랩 핵융합로에서는 먼저 자기장과 전기장이 켜집니다.그런 다음, 전자가 트랩으로 방출되고, 포착되고 측정됩니다.전자는 위에서 설명한 폴리웰과 유사한 가상 전극을 형성합니다.이러한 전자는 이온을 끌어당겨 핵융합 [69]상태로 가속시킵니다.

1990년대에 LANL의 연구원들은 핵융합 실험을 하기 위해 페닝 트랩을 만들었다.그들의 장치(PFX)는 작은 (밀리미터) 저전력 [36]기계였다.

대리석

MARBLE(다중 양극자 재순환 빔 라인 실험)은 전자와 이온을 [34]일직선으로 앞뒤로 움직이는 장치였다.입자 빔은 정전 [70]광학 장치를 사용하여 반사되었습니다.이 광학 장치들은 자유 [citation needed]공간에 정전압 표면을 만들었습니다.이러한 표면은 특정 운동 에너지를 가진 입자만 반사하는 반면, 고에너지 입자는 영향을 받지 않지만 방해받지 않고 표면을 통과할 수 있다.전자 포획과 플라즈마 거동은 랭뮤어 [34]탐침에 의해 측정되었다.대리석은 그리드 와이어와 교차하지 않는 궤도에 이온을 유지합니다. 또한 그리드 와이어는 여러 [71]에너지에서 이온 빔을 여러 개 중첩하여 공간 전하 한계를 개선합니다.연구자들은 반사 지점에서 이온 손실과 관련된 문제에 직면했다.이온은 회전할 때 속도가 느려져 그곳에서 많은 시간을 보내면서 높은 전도 [72]손실을 초래했다.

혼재

다중극 이온빔 실험(MIX)은 음전하를 띤 전자석으로 [32]이온과 전자를 가속시켰다.이온은 Gabor 렌즈를 사용하여 집속되었다.연구자들은 이온이 전도될 수 있는 고체 표면에 매우 가까운 매우 얇은 이온 회전 영역에 문제가 있었다.

자기 절연

음극 케이지가 들어오는 플라스마로부터 [73]자기적으로 절연되는 장치가 제안되었습니다.

총평

1995년, Todd Rider는 열역학적 [23]평형이 아닌 플라즈마 시스템을 사용하는 모든 핵융합 동력 계획을 비판하였다.라이더는 평형 상태의 플라즈마 구름이 다음과 같은 특성을 가지고 있다고 가정했다.

  • 그것들은 양성과 음성이 [23]동등하게 혼합된 준중성체였다.
  • 그들은 [23]연료를 골고루 섞었다.
  • 그것들은 등방성이었고, 그 행동은 어떤 [23]방향으로든 동일하다는 것을 의미합니다.
  • 플라즈마는 [23]구름 전체에 걸쳐 에너지와 온도가 균일했다.
  • 플라즈마는 구조화되지 않은 가우스 구체였다.

라이더는 그러한 시스템이 충분히 가열되면 높은 X선 손실 때문에 순 출력을 기대할 수 없다고 주장했다.

니콜라스 크롤,[74] 로버트 W. 버스사드,[67] 노먼 로스토커, 몽크호스트와 같은 다른 핵융합 연구가들은 이 평가에 동의하지 않았다.그들은 IEC 기계 내부의 플라즈마 조건이 준중성이 아니며 비열 에너지 [75]분포를 가지고 있다고 주장한다.전자는 이온보다 훨씬 작은 질량과 직경을 가지고 있기 때문에, 전자 온도는 이온보다 몇 배 정도 차이가 날 수 있습니다.이를 통해 혈장을 최적화할 수 있으므로 차가운 전자는 방사선 손실을 줄이고 뜨거운 이온은 핵융합 [41]속도를 높일 수 있습니다.

서멀라이제이션

이것은 열화 이온과 비열화 이온의 에너지 분포 비교입니다.

라이더가 제기한 가장 큰 문제는 이온의 열화다.라이더는 모든 양성과 음성이 균등하게 분포된 준중성 플라즈마에서 이온들이 상호작용할 것이라고 주장했다.이 때 에너지를 교환하여 에너지가 확산되어(Wiener 프로세스에서) 에너지의 벨 곡선(또는 가우스 함수)으로 향하게 됩니다.Rider는 이온 모집단 내에서 자신의 주장을 집중했으며 전자 대 이온 에너지 교환이나 비열 플라스마는 다루지 않았다.

이 에너지의 확산은 몇 가지 문제를 일으킨다.한 가지 문제는 점점 더 많은 차가운 이온을 만드는 것인데, 너무 차가워서 융합할 수 없다.그러면 출력 전력이 저하됩니다.또 다른 문제는 기계에서 빠져나갈 정도로 에너지가 많은 고에너지 이온이다.이는 이온이 떠날 때 에너지가 이온과 함께 이동하기 때문에 전도 손실을 증가시키면서 핵융합 속도를 낮춥니다.

방사능

라이더는 플라즈마가 열화되면 발생하는 핵융합 에너지보다 방사선 손실이 더 클 것으로 추정했다.그는 X선 방사선에 초점을 맞췄다.플라즈마 내의 입자는 속도가 빨라지거나 느려질 때마다 빛을 방출합니다.이것은 라모르 공식으로 추정할 수 있다.라이더는 이를 D-T(중수소-삼중수소 융합), D-D(중수소 융합), D-He3(중수소-헬륨 3 융합)에 대해 추정했으며 D-T를 제외한 어떤 연료로도 브레이크벤 작동이 어렵다고 [23]설명했다.

핵심 초점

1995년, 네빈스는 그러한 기계들은 중심부에 이온 초점을 유지하는 데 많은 에너지를 소비해야 한다고 주장했다.이온들은 서로 찾아서 충돌하고 융합할 수 있도록 집중해야 한다.시간이 지남에 따라 정전기에 의한 끌어당김으로 인해 양이온과 음전자가 자연스럽게 섞이게 됩니다.이로 인해 포커스가 흐트러집니다.이것은 코어 열화입니다.네빈스는 기기가 중수소와 [24]삼중수소의 혼합물로 연료를 공급받는다고 가정할 때 핵융합 이득(비균형 이온 분포 기능을 유지하는 데 필요한 전력에 대한 핵융합 전력의 비율)이 0.1로 제한된다고 수학적으로 주장했다.

핵심 초점 문제는 1996년 위스콘신-매디슨 대학의 팀 토르슨([1]Tim Thorson)이 박사학위 연구 중에 퓨저에서도 발견되었습니다.하전된 이온들은 중심에서 가속하기 전에 약간의 움직임을 보일 것이다.이 운동은 이온이 각운동량을 갖는 비틀림 운동일 수도 있고 단순히 접선속도일 수도 있다.이 초기 동작으로 인해 퓨저 중앙에 있는 클라우드가 초점이 맞지 않게 됩니다.

브릴루앙 한계

1945년, 콜롬비아 대학의 교수인 Léon Brilouin은 한 사람이 주어진 [76]부피에 얼마나 많은 전자를 채울 수 있는지에 제한이 있다고 제안했다.이 한계는 일반적으로 Brilouin 한계 또는 Brilouin [77]밀도라고 불리며,[36] 이는 다음과 같습니다.

여기서 B는 자기장, 0 \0})은 자유 공간의 투과성, 제한된 입자의 질량 및 빛의 속도입니다.이로 인해 IEC 장치 내부의 전하 밀도가 제한될 수 있습니다.

상용 어플리케이션

핵융합 반응이 중성자를 생성하기 때문에 퓨저는 적당한 가격의 중성자 출력 속도를 필요로 하는 광범위한 애플리케이션을 위해 소형 밀폐 반응실 중성자 발생기 패밀리로 개발되었다.매우 높은 [79]출력의 중성자 선원은 PET 스캔에 사용되는[39] 의료용 동위원소인 몰리브덴-99 및 질소-13과 같은 제품을 만드는 데 사용될 수 있다.

장치들

정부기관 및 기업

  • Los Alamos 국립연구소 연구원들이 POPS와 페닝 트랩을 개발했습니다.
  • 터키 원자력 당국 2013년에 이 팀은 터키의 사라이코이 원자력 연구 훈련 센터에 30 cm의 퓨저를 만들었다.이 퓨저는 85kV까지 도달하여 초당 [80]2.4×10개의4 중성자를 생성하는 중수소 융합을 할 수 있다.
  • ITT Corporation Hirsch의 원래 기계는 직경 17.8cm의 기계로,[12] 150kV의 전압 강하가 있었습니다.이 기계는 이온빔을 사용했다.
  • 피닉스 원자력 연구소는 퓨저를 기반으로 상용 중성자 선원을 개발하여 132시간 연속 작동 [39]시 중수소-중수소 핵융합 반응으로 초당 3×1011 중성자를 달성하였다.
  • Energy Matter Conversion Inc. 싼타페에 있는 회사로 미 해군용 대형 고출력 폴리웰 장치를 개발했습니다.
  • 최대 출력 범위를 가진 DD(2.5 MeV) 또는 DT(14 MeV)용 NSD-Gradel-Fusion 밀봉 IEC 중성자 발생기는 룩셈부르크의 [78]Gradel sarl이 제조한다.
  • 이란 원자력 기구 이란 샤히드 베헤시티 대학의 연구원들은 중수소 [81]가스를 사용하여 초당 2×10개의7 중성자를 생산할 수 있는 60cm 직경의 퓨저를 만들었다.
  • Abranche Energy는 [82]시제품 제작을 위해 500만 달러의 벤처캐피털을 받았다.

대학

  • 도쿄공과대학은 구형 기계, 원통형 장치, 동축 이중 실린더, 자기 보조 [83]장치 등 4개의 다른 형태의 IEC 장치를 가지고 있다.
  • 위스콘신 대학교 매디슨 – 위스콘신 대학교 매디슨 그룹은 [84]1995년부터 여러 개의 대형 장치를 보유하고 있습니다.
  • 일리노이 대학교 Urbana-Champaign – 핵융합 연구실은 중수소 [26]가스를 사용하여 10개의 중성자를 생산하는7 약 25cm의 퓨저를 제작했습니다.
  • 매사추세츠 공과대학 – 2007년 박사학위 논문을 위해 Carl Dietrich는 퓨저를 제작하여 우주선 [85]추진에 사용할 수 있는 가능성을 연구했습니다.또한 Thomas McGuire는 우주 [85]비행에서 응용할 수 있는 다중 우물 퓨저를 연구했습니다.
  • 시드니 대학교는 여러 IEC 장치 및 저전력, 저베타 비율 폴리웰을 구축했습니다.첫 번째는 테프론 링으로 만들어졌으며 크기는 커피잔 크기였다.두 번째는 최대 직경의 12인치 풀 케이스, 금속 링입니다.
  • 아인트호벤 공과대학교[86]
  • 이란 아미르카비르 공과대학과 원자력 기구는 IEC 장치의 중성자 생산 속도에 대한 강한 펄스 자기장의 영향을 조사했다.연구 결과, 1-2 테슬라 자기장이면 방전 전류와 중성자 생산 속도를 통상 [87]동작에 비해 10배 이상 높일 수 있는 것으로 나타났다.
  • 슈투트가르트 대학의 우주 시스템 연구소는 플라즈마 물리학 연구를 위한 IEC 장치 및 전기 추진 장치인 IECT(Inertial Electrical Restriction Thruster)[88][89]를 개발하고 있습니다.

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특허

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