Orbitron，午餐盒大小的反应堆，将核聚变带入您的家

核聚变是未来无污染能源消耗的希望，迄今为止是一项大规模的国际研究。 欧洲的ITER占地仅180多公顷，西班牙也将在格拉纳达举办一个大型项目。 泰坦尼克号的尺寸与西雅图一家大约 10 名员工的小型初创公司竞争，该公司的实验室正在开发一个“不比午餐盒大”的核聚变反应堆，其技术可以在任何家庭中找到。

与此同时，科学家们仍在寻求在越来越小的地点产生比产生核聚变所需的更多的能量，即净能量或正输出。 Avalanche Energy 的创始人设定了一个艰巨的目标，将这种清洁能源带入每个家庭、企业或火箭。

杰夫·贝索斯 (Jeff Bezos) 的航天公司 Blue Origin 的两名前工程师 Robin Langtry 和 Brian Riordan 决定停止盯着太空，用他们正在开发的小型聚变反应堆 Orbitron 帮助保护地球。 “我们知道我们不会用现有技术或简单地创建一个工作的聚变发生器来解决气候问题。 唯一的选择是创造比迄今为止创造的技术更清洁、更便宜、更移动、更灵活、更高能量密度和更好的技术。”该公司表示。

聚变反应不会释放温室气体，并且与核裂变不同，不会产生长寿命的放射性废物。 此外，地球上所需的元素非常丰富，但尚未准备好进入家庭和淘汰裂变和其他能源，无论它们是可再生的。

核聚变是一种反应，其中两个轻原子核（通常是氢及其同位素（氘和氦））结合在一起形成更重的原子核并释放能量。 这就是太阳中发生的情况，当氢核融合形成氦时，以电磁辐射的形式释放大量能量，地球上的生物以光和热的形式感知这些能量。

但这种融合并不容易产生，更不用说以可控的方式进行了。 “我们正在以科幻小说中的规模追求清洁能源的圣杯，”雪崩能源官员在他们的网站上承认。 为了实现这一点，要连接的两个原子核的吸引力必须克服使它们保持安全距离的静电排斥力。

因此，到目前为止，已经在地下使用强大的磁铁、激光和高温进行了大型项目。 但如果这种大规模技术还有问题需要解决的话，更令人惊讶的是，我们正在谈论将其尺寸缩小到可以定义为便携的设备。

Avalanche Energy 的提议侧重于创造一种可为小型电子设备供电的能源，例如停车场中的汽车或房屋中的家用电器。 其模块化设计提供了仅产生所需能量的可能性，介于 5 kW 和 15 kW 之间。 这样，它既可以在家里用来运行家用电器，也可以在停车场用来给几辆电动汽车充电。

也有可能将大量这些小型反应堆组合在一起，以产生兆瓦级的清洁能源，从家庭使用转移到更强大的目标。 他们甚至获得了美国国防创新部门的资助，将他们的技术用于原型聚变发动机，该发动机将用作太空推进剂。

Orbitron 是如何工作的？

为了将“小太阳”挤入这种大小的反应堆中，工程师们想出了一种新方法来产生核聚变，而无需依赖巨大的磁铁、激光或高温。 相反，他们从洛克希德马丁航空航天工程师汤姆麦奎尔设计的静电聚变反应堆的基础开始。

在 Orbitron 内部，大炮将氘离子（氢的同位素）高速抛入陷阱。 离子被困在反应堆核心的静电场中。 为了产生等离子体，高压发生器重新创造了必要的条件。 在这种环境下，离子在轨道上运行、碰撞和融合，释放能量。

除了体积小和可能在国内使用之外，该项目的另一个令人惊讶的方面是使用了更常见的设备。 Avalanche Energy 在这个过程中采用了一种电子限制技术，这种技术可以在家庭日常使用的微波炉中找到。

同样，用于捕获离子的静电技术通常用于商业质谱，这是一种可以高精度分析不同化学元素组成的设备。 简而言之，两种现有的低成本电子设备已经找到了一个可以发挥巨大作用的新领域。

该项目仍处于起步阶段，逐步克服障碍和挑战。 自 2018 年开始，他们一直在谨慎地推进这项技术的研究，2021 年，他们在西雅图开设了设施，2022 年 3 月，他们成功地通过聚变产生了第一个中子。

即便如此，“这仍然是一个研究项目”，正如 Langtry 和 Riordan 在接受 GeekWire 采访时所解释的那样。 目前，他们计划在系统中添加磁铁，以创建一个能够产生更多能量的更高密度的反应堆。

他们最大的挑战将是在如此小的空间内产生足够高的电压（大约 600,000 伏）以使其工作。 给你一个想法，燃烧汽车电池约为 12 伏，家用电流为 220 伏。

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