核聚變動力火箭

核聚變動力火箭

核聚變反應中,核子被迫進行聚合從而產生巨大的能量。大多數的聚變反應堆都是利用托卡馬克裝置將燃料限制在一個磁場之中來驅動聚變反應的。但是,托卡馬克裝置太重,並不適合用於火箭之上。因此,核聚變動力火箭必須要採用另一種觸發聚變的方法,即慣性約束核聚變。這種設計以高能光束(通常是雷射)來代替托卡馬克裝置中的磁場。當聚變反應發生後,磁場再引導熾熱離子噴向火箭尾部,實現核聚變火箭的推進力。

基本介紹

  • 中文名:核聚變動力火箭
  • 概述:在核聚變反應中,核子被迫進
  • 名詞釋義:核聚變動力火箭,是指利
  • 發展現狀:弗里斯比認為,因為核聚變
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名詞釋義

核聚變動力火箭,是指利用核聚變產生動力,推動火箭前進。在核聚變反應中,核子被迫進行聚合從而產生巨大的能量。2009年12月,英國《新科學家》網站,認為這種技術,有可能在數十年之後實現。

發展現狀

弗里斯比認為,因為核聚變是將原子核結合在一起而不是將原子核分裂,所以該火箭的發動機在獲取能量的方式上要比裂變發動機完美得多。聚變反應堆能夠減少產生一些不必要的放射,另外聚變堆很容易獲得補充燃料。這是因為在月球的表面和木星的大氣中存在大量的燃料。這意味著,採用利用核聚變火箭作為交通工具可在太陽系內的月球或木星上補充燃料,然後繼續星際旅行。
火星太空飛行器想像圖火星太空飛行器想像圖
但遺憾的是,科學家經過了數十載的努力,至今仍沒有造出一個能正常工作的核聚變反應堆。人類已經知道如何引爆氫彈(氫彈爆炸時發生核聚變反應),但卻無法掌握控制技術。美國新澤西國家球形環試驗裝置(NSTX)和聯合歐洲環(JET)等聚變實驗平台將氘和氚原子核約束在磁場中,並加熱至數百萬度,當原子核發生碰撞並結合時有能量釋放出來。但是,眼下這類試驗所耗能量幾乎是其產生能量的兩倍。
不過,弗里斯比樂觀地認為,聚變技術已不再遙遠。一旦科學家掌握了受控核聚變,那么他們將控制反應中產生的帶電粒子,並讓它們從噴口噴射而出。從核聚變反應堆噴出的粒子能使二級火箭的速度達到光速的12%。核聚變火箭推進的宇宙飛船同採用核裂變火箭推進的星際旅行類似,能很快地飛抵最近的恆星系,但卻沒有更多潛力可挖。核聚變火箭需要的燃料大約也是200萬噸,不過不需要厚厚的防輻射層,這意味著利用這種動力的空間儀器體積要小得多。

美國研發

美國研究人員說,正在研製一種核聚變供能火箭,能夠大幅縮短人類駕駛深空間飛行器往返火星的時間。
美國總統歐巴馬上台後,提出在本世紀30年代實現載人登入火星的計畫。但是,以現有技術看,載人飛往火星並不容易。受動力所限,人類乘坐現有化學燃料深空間飛行器往返火星大約需要500天。美國福克斯新聞網11日援引美國華盛頓大學航空學和航天學副教授約翰·斯勞的一份聲明報導:“依賴現有火箭燃料,人類基本不太可能飛離地球太遠。我們希望,能夠提供更加有力的能量來源,最終引領我們實現跨星球旅程。”
斯勞口中的新能量來源就是核聚變。核聚變是指由質量小的原子,主要指氘或者氚在一定條件下發生原子核相互聚合作用,生成更重原子核並釋放大量能量的反應。這種反應是太陽等恆星以及氫彈的能量來源。斯勞估計,如果利用核聚變供能,人類往返火星的時間能夠縮短為30天至90天。
斯勞的研究項目有望在今年夏天末執行第一次融合測試。

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