Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2507.13461v2

帮助 | 高级搜索

物理学 > 等离子体物理

arXiv:2507.13461v2 (physics)
[提交于 2025年7月17日 (v1) ,最后修订 2025年7月22日 (此版本, v2)]

标题: 通过氘氚聚变中子驱动的$(n, 2n)$反应实现可扩展的点金术

标题: Scalable Chrysopoeia via $(n, 2n)$ Reactions Driven by Deuterium-Tritium Fusion Neutrons

Authors:Adam Rutkowski, Jake Harter, Jason Parisi
摘要: 一种可扩展的炼金术方法——将贱金属转化为黄金——已被追求了数千年。 虽然在粒子加速器中已有小规模的演示,并提出了涉及热中子捕获的方案,但尚未找到具有经济吸引力的方法。 我们展示了一种新的可扩展方法,利用聚变包层的特殊中子倍增层中的$(n, 2n)$反应,从丰富的汞同位素$\mathrm{^{198}Hg}$合成稳定的金$\left( \mathrm{^{197}Au} \right)$。 反应由氘-氚聚变等离子体提供的快中子$14\, \mathrm{MeV}$驱动,这些中子独特地能够在大规模下实现所需的反应路径。 关键的是,这里确定的方案不会对电力生产产生负面影响,并且由于$(n, 2n)$的$\mathrm{^{198}Hg}$反应同时驱动转化和中子倍增,因此也与聚变电站设计中具有挑战性的氚增殖要求相兼容。 通过中子学模拟,我们展示了一种具有包层配置的托卡马克,其可以以大约2吨/$\mathrm{GW_{th}}$/年 的速率产生$\mathrm{^{197}Au}$。 该概念的实现使得聚变能发电厂的收入翻倍,显著提高了聚变能的经济可行性。
摘要: A scalable approach for chrysopoeia - the transmutation of base metals into gold - has been pursued for millennia. While there have been small-scale demonstrations in particle accelerators and proposals involving thermal neutron capture, no economically attractive approach has yet been identified. We show a new scalable method to synthesize stable gold $\left( \mathrm{^{197}Au} \right)$ from the abundant mercury isotope $\mathrm{^{198}Hg}$ using $(n, 2n)$ reactions in a specialized neutron multiplier layer of a fusion blanket. Reactions are driven by fast $14\, \mathrm{MeV}$ neutrons provided by a deuterium-tritium fusion plasma, which are uniquely capable of enabling the desired reaction pathway at scale. Crucially, the scheme identified here does not negatively impact electricity production, and is also compatible with the challenging tritium breeding requirements of fusion power plant design because $(n, 2n)$ reactions of $\mathrm{^{198}Hg}$ drive both transmutation and neutron multiplication. Using neutronics simulations, we demonstrate a tokamak with a blanket configuration that can produce $\mathrm{^{197}Au}$ at a rate of about 2t/$\mathrm{GW_{th}}$/yr. Implementation of this concept allows fusion power plants to double the revenue generated by the system, dramatically enhancing the economic viability of fusion energy.
评论: 40页,9图;小幅摘要格式调整
主题: 等离子体物理 (physics.plasm-ph)
引用方式: arXiv:2507.13461 [physics.plasm-ph]
  (或者 arXiv:2507.13461v2 [physics.plasm-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.13461
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Jason Francis Parisi [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 7 月 17 日 18:13:11 UTC (7,292 KB)
[v2] 星期二, 2025 年 7 月 22 日 17:16:47 UTC (7,292 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
physics.plasm-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
physics

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号