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清华大学、无锡学院、上海大学、钢铁研究总院的相关人员经长期合作研究形成的研究报告 “Experimental Study on Deuterium-Deuterium Thermonuclear Fusion with Interface Confinement(基于界面约束的氘氘热核聚变实验研究)”已经在Friction刊物2025年第10期发表(2025, 13(10): 9441085)。
研究以实现区域极端高温为目标,提出了利用液气界面形成约束的新概念。依据微空泡泡壁的非线性运动形成激波,造成物质高度密集并产生高温的原理,确定了对产生极高温有影响的相关物理参数。依据挤压膜形成高压的摩擦学原理,分析了微空泡/空泡群的自然频率,提高了液汽界面张力梯度,实现了在高效传质的基础上推动具有高密度物质含量的空泡以高动量趋近壁面的过程,获得了空泡被急剧压缩的效果。同时,构造双电层电场,采用阀金属材料来拓宽电化学窗口,使微空泡获得极高的速度与加速度,在趋近壁面的过程中再次被压缩,此时在空泡中心形成的极高压力与温度,以及极高的等离子体密度已经能满足实现氘氘热核聚变的量子隧穿条件。

图1实验设置:(a)超声平台和中子探测系统;(b)超声反应室原理图;(c)中子探测系统逻辑电路图。

图2 分别以纯净水(左)与重水(右)为实验介质检测到的Slowlight/Fastlight数据

图3 分别以纯净水(左)与重水(右)为实验介质检测到的信号上升时间数据

图4 以纯净水(左)与重水(右)为实验介质,经正比计数器检测到的γ与中子能谱图。
研究通过中子能谱检测、上升时间、Slowlight/Fastlight等三种典型的中子识别方法,并与AmBe同位素中子源比较,确定检测到的粒子流具有明确的中子特性,表明氘氘热核聚变已经发生。
这是一项以摩擦学为主的多学科综合研究。从摩擦学原理出发,以泡壁动力学为基础,基于液气界面约束,在微空泡中心产生满足量子隧穿条件基本要求的极高温,最终实现氘氘热核聚变。这项研究属于原始性创新研究,为以微空泡为主体的热核聚变反应的连续与稳定运行提供了一条新的途径。
相关链接:https://www.sciopen.com/article/10.26599/FRICT.2025.9441083
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