磁化內襯慣性核聚變

磁化內襯慣性核聚變（英語：Magnetized Liner Inertial Fusion, MagLIF），是一種產生能量的方法，該方法用100納秒的電脈衝產生強烈的Z-pinch磁場，向內壓碎裝有燃料的圓柱形金屬襯管（空腔）。電流通過這個金屬管。金屬管內爆之前，裡面的聚變燃料（如氘-氚）被雷射預熱，並且這些燃料被包在一個磁場裡。桑迪亞國家實驗室正在利用Z脈衝功率設施(Z機)產生的能量來探索這種方法的可能性。

基本介紹

• 中文名：磁化內襯慣性核聚變
• 外文名：Magnetized Liner Inertial Fusion

簡介

磁化內襯慣性核聚變（英語：Magnetized Liner Inertial Fusion, MagLIF），是一種產生能量的方法，該方法用100納秒的電脈衝產生強烈的Z-pinch磁場，向內壓碎裝有燃料的圓柱形金屬襯管（空腔）。電流通過這個金屬管。金屬管內爆之前，裡面的聚變燃料（如氘-氚）被雷射預熱，並且這些燃料被包在一個磁場裡。桑迪亞國家實驗室正在利用Z脈衝功率設施(Z機)產生的能量來探索這種方法的可能性。

磁化內襯慣性核聚變既具有慣性約束聚變（使用雷射和脈衝壓縮）的特性，也有磁約束聚變（利用強力磁場約束電漿並抑制熱傳導）的特性。發表於2012年的LASNEX電腦程式模擬的結果是，設施電流達到70兆安時，就能夠產生所消耗能量1000倍的能量，這是一個很壯觀的前景。而60兆安的設施則會產生100倍的收益。桑迪亞國家實驗室目前的實驗設施，即Z脈衝功率設施(Z機)，可達到27兆安電流，這可產生稍多於盈虧平衡點的能量，同時還可以驗證計算機模擬的結論。Z機器在2013年11月進行了磁化內襯慣性聚變實驗，預期2018年使用氘-氚燃料達到盈虧平衡。

慣性約束聚變

慣性約束聚變（英語：Inertial confinement fusion，縮寫為ICF），也譯為局限慣性核聚變、慣性約束核聚變、慣性限制氫聚變、慣性局限融合，是一種核聚變的技術。這項技術利用雷射的衝擊波使得通常包含氘和氚的燃料球達到極高的溫度和壓力，來引發核聚變反應。

慣性約束是實現可控核聚變的兩大主流方案之一（另一個是磁約束）。美國的國家點火設施（NIF）是目前最大的慣性約束聚變裝置，以環空器進行實作，於2013年成功一次核聚變反應實驗，使燃料球放出比施加雷射還大的能量。法國一個類似的大型設備百萬焦耳雷射（Laser Mégajoule，LMJ）也在進行相關研究。

國家點火裝置

國家點火裝置（英語：National Ignition Facility，縮寫作NIF），又稱國家點燃實驗設施，是美國的一座雷射型核聚變裝置（ICF）。這個設施由勞倫斯利福摩爾國家實驗室建造，位於加州的利佛摩市。NIF意圖使用雷射（Laser）達成極大高溫高壓施加於一小粒氫燃料球上啟動核融反應。NIF也是人類史上最大的ICF設施和世界上最大的雷射裝置，而且目標是一旦點火後就能自給自足長期形成聚變能量輸出。截至2013年10月7日，這個設施是第一個從核聚變（Nuclear Fusion）產生比從雷射（Laser）吸收的能量更多的輸出能量。

早期建造始於1997年但是有諸多問題所以緩慢的建造直到2000年初。諸多政治特權使它持續推展，但也引來核武相關實驗參雜其中的批評，而NIF原本只是5年計畫但是卻延期四次也嚴重超出預算。直到2007年8月，96門雷射（原定192門）建造完工，還有48門（新計畫為144門）接近完成。2009年2月，建造大致完成。預計2010全面啟動進行實驗（輸出能量必須大於輸入）。總計花費40億美元。於2009年6月進行第一次大型雷射靶實驗，並於2010年10月宣布完成第一個“綜合點火實驗”（測試雷射的功率）。

整套NIF要運作必須啟動60,000具各種高科技裝置包含電路、高壓電、光學、機械構造、自動透鏡、能量感應器、監視器、雷射、和一套電腦診斷安全系統。完成這項創舉除了大量藉助電腦化自動控制還依賴大量有經驗的政府與廠商人員得以達成。長達一公里的廠房設備最終要讓192門雷射在1納秒同時發射擊中鉛筆頭大小的燃料球。誤差不能超過30皮秒。要達到這準確度NIF的雷射裝置至關重要，整套設備必須零震動和零熱漲冷縮。所有機械都追求完美，許多10噸重的設備必須安放在100微米的誤差範圍內。

它被用來作為2013年電影《星際迷航：暗黑無界》進取號星艦中的曲速引擎核心的場景。

參閱

• 國家點火設施(NIF)
  
• 桑迪亞國家實驗室
  
• 慣性約束聚變(ICF)