在SandiaLabs的Z機融合實驗中記錄中子數

在桑迪亞國家實驗室的Z脈沖中，一種相對較新的控制核聚變的方法，將巨大的電震蕩與強磁場和強大的激光束相結合，實現了自己創紀錄的中子輸出，這是判斷聚變工作的關鍵標準。電力設施，是地球上最強大的X射線生產商。

10月9日發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上的一篇論文中報道了一項來自名為MagLIF的項目的成就，該項目用于磁化襯里慣性融合。

桑迪亞物理學家兼首席研究員馬特·戈麥斯(Matt Gomez)說：“過去兩年中，中子的輸出增加了一個數量級。” “我們不僅感到高興的是，我們實施的改進導致產量增加，而且理論上準確地預測了這一增加。”

使用氘燃料將MagLIF中子產量增加到第13位(第10位到第15位，代表科學家普遍接受的百倍產量增加，如果使用了氘和tri的均等混合物DT)和平均離子溫度加倍。Gomez說，這是通過同時施加的磁場增加50%，激光能量增加三倍以及Z的功率輸入從16兆安培增加到20兆安培來實現的。

他說：“輸出量僅為2千焦耳DT，相對較少的能量。” 千焦耳的定義是通過1000安培的電流通過1歐姆電阻器1秒鐘所散發的熱能。“但是，根據我們到目前為止所做的實驗，該實驗顯示五年內改善了30倍，并且模擬結果與這些實驗相符，我們認為可以產生30至50千焦耳的產量，使我們接近被稱為科學的狀態收支平衡。”

戈麥斯說，根據投入的變化預測，產量的增加表明，提議建造一臺甚至比Z大，并且裝備得更好的機器以超過收支平衡的機器，現在有一個更強的基礎提出這一要求。

“ MagLIF的結果引起了人們對融合研究的極大興趣，融合磁性，激光和電能使等離子體狀態介于傳統慣性約束聚變之間，例如勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室國家點火設施的激光器和傳統磁約束聚變之間。就像法國南部的國際ITER項目一樣。”桑迪亞脈沖電力科學中心主任丹·西納斯(Dan Sinars)說。“ MagLIF的成功帶來了新的計劃和一些融合初創公司，并幫助建立了對這種更廣泛方法的興趣。”

Sandia融合實驗經理David Ampleford表示，由于性能和等離子體條件會隨輸入參數的變化而變化，因此，“我們有更大的信心，可以將MagLIF縮放到更高的電流。”

收支平衡是中間目標

當在燃料中投入的能量等于其排放的能量時，就會出現收支平衡，這是該領域的里程碑。當排放的能量超過維持實驗所需的能量時(一種稱為“高產”的條件)，世界上從地球上最易接近的材料-海水中獲取清潔能源的夢想將向前邁出一大步。

海水中含有一種叫做氘的氫變體，氘含有一個額外的中子，而and具有兩種變體。這些額外的中子是可熔的，這意味著它們可以結合時會釋放聚變能。氘易于操作，是Z幾乎所有融合實驗中的當前選擇材料，有時還會模擬tri的更高能量。

甚至在達到收支平衡之前，這項工作就非常有用：將越來越強大的聚變反應輸入超級計算機的數據可以告知桑迪亞的庫存管理工作，以確保該國的核武器安全，可靠和可靠。