日期:2022/07/19   IAE 

 

那麼初級聚變反應，如果這個反應可以以任何速率進行，這並不容易，因為估計的點火溫度約為 120 keV，幾乎是質子 d+t 反應的十倍硼 11 產生三個 α 粒子和約 8 MeV。

這些阿爾法粒子本身並不危險，但是會發生某些涉及阿爾法粒子和硼 11 的二次反應，產生氮 14 和相當高能的中子。還有其他反應會繼續。 α 粒子加上硼 11 產生氮和一個中子的 Q 值約為 150 keV，但周圍的 α 粒子是由基本的 p+硼反應產生的，能量很高，這種二次轉移反應產生的中子會得到大部分α粒子的動能。然後在硼 11 上發生 (p,n) 反應，產生碳 11 和一個能量非常低的中子，與硼燃料的溫度相當，因為這是一個吸熱反應。因此，雖然這通常被稱為中子聚變，但並不完全正確，但肯定會有一些中子，當然不是沒有。周圍有多少中子取決於您可以達到的反應速率。

Well the primary fusion reaction, if this reaction could be made to go at any rate, which is not trivial to do since the estimated ignition temperature is about 120 keV, almost ten times as high as for the d+t reaction, of a proton with boron-11 produces three alpha particles and about 8 MeV.

These alpha particles are not dangerous in and of themselves, however there would be certain secondary reactions involving the alpha particles and boron-11, producing nitrogen-14 and a pretty high energy neutron. There are also other reactions that will go on. The Q-value for alpha particle plus boron-11 producing nitrogen and a neutron is about 150 keV, but the alpha particles around are quite energetic having been produced from the basic p+boron reaction, and the neutrons from this secondary transfer reaction will get most of the alpha particle kinetic energy. Then there are (p,n) reactions on boron-11 producing carbon-11 and a neutron which will be very low energy, comparable to the temperature of the boron fuel, since this is an endothermic reaction. So while this is often called aneutronic fusion that is not quite true, there are definitely going to be a few neutrons around, certainly not none. How many neutrons are around depends on the reaction rate you could achieve.

將會有大量的韌致輻射，也會有質子-硼聚變反應產生碳 12 和一個光子，而不是三個 α 粒子，因此會有相當大的硬 X 射線和伽馬射線背景。當這樣一個理論反應堆在運行時，你肯定需要屏蔽。隨著時間的推移，周圍的材料預計會變得具有放射性並遭受嚴重的輻射損傷。但總的來說，中子中的能量比基於 d+t 反應的反應堆要少得多。

所以總的來說，這肯定不會比基於託卡馬克使用更傳統的 d+t 燃料的反應堆更安全，它應該更安全。大部分能量釋放將在帶電粒子中，而且燃料很常見，這一事實將使事情變得容易得多。但是託卡馬克確實存在與存儲在其用於限制的巨大磁場中的能量相關的某些明確的安全問題，並且至少對於 d+t 聚變，它確實存在直接圍繞反應堆的材料確實變得非常放射性的問題由於中子激活，在操作期間。

現在，周圍有使用激光慣性約束和激光加速質子束來產生這種質子-硼聚變的建議。我不會評論這種激光器的安全性，但我懷疑它們需要非常強大。

真正的問題是這樣的方案是否真的能奏效，我不得不說我並不樂觀。庫侖力是一個苛刻的情婦，介質中的散射和能量損失，導致燃料的分散和短的運行時間是我所見過的所有遠程可信的聚變反應堆設計的禍根，除了 Teller-Ulam炸彈使用壯觀的慣性約束形式來實現點火，然後實現非常快速和有效的聚變燃燒，但存在一些明顯的安全問題。

在大多數情況下，我看到的所有其他設備都希望改善限制時間並克服分散，主要是通過擴大設備尺寸的簡單權宜之計，但在磁限制設備中，氦溫度下的超導磁體是一個限制因素.轉變溫度在 22K 範圍內的新型超導體可能會有所幫助，但基本問題仍然存在。