環(huán)保理念已經(jīng)從人們的生活和工業(yè)領(lǐng)域延伸到更深遠(yuǎn)的領(lǐng)域，例如航天領(lǐng)域。如何能用更經(jīng)濟(jì)環(huán)?？尚械姆绞桨l(fā)射衛(wèi)星或宇宙飛船成為科學(xué)家探索的新目標(biāo)。近日，據(jù)美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）出版的《IEEE波譜》雜志報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家提出了使用無(wú)中子硼聚變作為動(dòng)力源的推進(jìn)器這一新概念。

現(xiàn)有推進(jìn)器以氘氚為材料，其核聚變反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量中子，這些中子沖擊核反應(yīng)堆壁時(shí)會(huì)產(chǎn)生放射性同位素。與現(xiàn)有推進(jìn)器不同的是，該推進(jìn)器不從氘和氚而從硼燃料中獲取能量。硼發(fā)生聚變時(shí)，產(chǎn)生的中子能不超過(guò)總輸出能量的1%——這種聚變被稱(chēng)為無(wú)中子聚變，可減少中子輻射引發(fā)的各種問(wèn)題，能極大地降低生物防護(hù)、遠(yuǎn)距離控制及安全等方面的要求。最重要的是其產(chǎn)生推力的效率是現(xiàn)有最好推進(jìn)器的40多倍，且更易于管理。

無(wú)中子聚變反應(yīng)堆內(nèi)，一個(gè)經(jīng)濟(jì)可行的激光器將開(kāi)啟該反應(yīng)，一束能量強(qiáng)度為2×1018瓦特/平方厘米、脈沖頻率為75兆赫、波長(zhǎng)介于1微米到10微米之間的光束朝一個(gè)雙層的、直徑為20厘米的目標(biāo)射擊。

該雙層目標(biāo)的第一層是一個(gè)厚度為5微米到10微米的導(dǎo)電金屬線圈，質(zhì)子之間產(chǎn)生巨大的自我推力，導(dǎo)致金屬材料爆炸，使質(zhì)子在該目標(biāo)的第二層—硼-11薄層方向上加速前進(jìn)。在第二層上，復(fù)雜的核反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行。每一對(duì)相互作用的質(zhì)子-硼對(duì)產(chǎn)生3個(gè)動(dòng)能為2.9兆電子伏特的α粒子。每束激光脈沖能產(chǎn)生約10萬(wàn)個(gè)粒子，這種推進(jìn)器的效率非常高，經(jīng)改進(jìn)后效率可達(dá)到現(xiàn)有最好離子推進(jìn)系統(tǒng)的40多倍。

這種無(wú)中子聚變技術(shù)使用的硼，儲(chǔ)量豐富。這種推進(jìn)方法產(chǎn)生的部分能量可被轉(zhuǎn)化為電力為宇宙飛船上的控制系統(tǒng)所用。不過(guò)，這種想法應(yīng)用于實(shí)踐還需要10年左右來(lái)解決一些問(wèn)題，比如，如何找到控制粒子路徑的更好方法，減少α粒子撞擊排氣口墻壁產(chǎn)生的能量損失。