核反应堆能小到能装进宇宙飞船吗？美国陆军的奇怪专利，还是让科幻成为现实

< p >宇宙飞船能携带核反应堆吗？美国海军最近申请了一系列非常奇怪的专利，这证明是可能的。如果实现了，这将是一项革命性的技术，改变航空航天领域。根据这项专利，核聚变反应堆可以在一个小空间里释放不可思议的能量，这种能量可以装载到宇宙飞船上。然而，奇怪的是，许多了解此事的物理学家认为这些专利超出了已知物理学的范围。因为它的引擎看起来很像传说中的“飞碟”，一些专家甚至推测美国海军正在建造一种“飞碟”？

美国海军给出了支持该专利申请的一个非常有趣的理由:美国海军飞行员正以惊人的速度遇到一些无法解释的空气现象。尽管这种说法毫无根据，但该专利提出的原理确实值得研究。

随着核能技术的成熟，核聚变已成为美军的战略能源基地。这些发展稳定聚变反应堆的尝试使用了难以置信的强磁场来控制反应堆内部发生的核反应。制造稳定的核聚变反应很难，但一些实验室正试图制造足够小的反应堆，以适应容器甚至汽车。

目前核反应堆中使用的核能发电是核裂变，即铀和其他放射性物质的不稳定同位素受到粒子的轰击，导致它们分裂并释放能量另一方面，聚变包括在极端压力和温度下结合氢同位素原子(如氚和氘)，产生氦同位素和中子，这是一个释放大量能量的过程。

如果能够实现，核聚变将是核裂变的一大进步。与核裂变相比，核聚变产生的放射性废物和温室气体排放要少得多，并且不需要可用于制造武器的浓缩核材料。核聚变的风险要低得多，并且可以由更可持续的燃料来源提供动力。核聚变被誉为人类能源需求的长期解决方案。

尽管核物理学家和工程师已经对核聚变反应堆设计进行了几十年的实验，但设计一个能够承受数亿华氏度和极高压力的系统仍然是一个挑战。目前，世界上大多数“成功的”聚变反应堆只能维持几分钟甚至几秒钟的等离子体放电。

面临的更大挑战是设计移动式核聚变反应堆，比如那些可以安装在集装箱或船上的反应堆。目前，世界上大多数实验性核聚变反应堆都有大型建筑那么大。许多研究的最终目标是开发小型聚变反应堆系统，或简称为CFRs，小到足以在船上甚至飞机上工作。

尽管存在这些障碍，美国安全项目等智库仍然认为，21世纪的核聚变反应堆将为世界提供低成本、无碳的能源，并预测美国能够引领世界最终实现安全稳定的核聚变反应堆。据美国媒体报道，洛克希德·马丁公司的臭鼬工厂正在开发一种高度紧凑的聚变反应堆。中国科学院也宣称在发展聚变反应堆方面取得了重大进展。

这个最新的设计是神秘的萨尔瓦托·塞扎·派斯的创意派斯是美国海军奇怪而有争议的室温超导体、高能电磁场发生器和科幻推进技术的发明者。其“等离子体压缩聚变装置”专利申请于2018年3月22日提交，并于2019年9月26日公布该专利申请称:“目前，很少有小型紧凑封装的聚变反应堆/设备(直径从0.3米到2米不等)。这些封装通常使用不同版本的等离子体磁限制

和Pais专利申请中的设备由三部分组成:洛克希德·马丁(LM)“臭鼬工厂”紧凑型聚变反应堆(LM- cfr)、EMC2·波利威尔聚变理论和普林斯顿场反转配置(PFRC)设备该设备的特点是等离子约束时间短。随着尺寸的增加，可能会出现等离子体不稳定性。此外，它们是否有能力达到盈亏平衡的聚变条件也值得怀疑，更不用说由自持等离子体燃烧引起的聚变了。

专利申请，等离子体压缩聚变装置可产生10亿瓦(10亿瓦)至1万亿瓦(1万亿瓦)及以上，而输入功率仅为千瓦(1000瓦)至兆瓦(100万瓦)相比之下，美国最大的核电站——亚利桑那州的帕洛维德核电站——发电量约为4000兆瓦(40千兆瓦)，而为海军福特级航空母舰设计的A1B核反应堆发电量约为700兆瓦。该专利甚至声称该装置可以通过离子体燃烧实现聚变，离子体燃烧是一种无需外部输入能量就能自我维持的等离子体燃烧。

大多数聚变反应堆设计使用磁限制来适应聚变反应这需要超导环形线圈产生强磁场来限制反应器的等离子体核心然而，美国海军的新等离子体压缩聚变装置声称，其主要特征是带电物质通过在平稳和快速的加速瞬变下加速振动和/或加速受控的自旋运动而产生极高能量/高强度电磁场。发明家派斯引用他以前发表的文献作为证据，证明这种旋转和振动的电磁系统可以产生高磁场，从而以稳定的形式包含强聚变反应。

该专利描述了这些磁场是如何在中空等离子体室中产生的它包括一对或多对圆锥形或半圆形“反向旋转动态熔体”，其特征在于带电的外表面包含用于将燃料气体(例如氘或氘-氙)注入等离子体室的导管。当这些带电的熔体旋转时，真空室内会产生集中的磁能流和电磁辐射，压缩并加热内部气体。借助锆钛酸铅(PZT)压电薄膜，这些熔体在旋转时可以以非常高的频率振动。

Pais专利的可操作性、有效性和可行性仍不清楚。然而，美国海军曾经保证派斯的一些奇妙的设计，说它们是为了保护国家安全而设计的，是可行的。然而，Pais以前的专利之间的区别在于，该申请非常顺利地通过了美国专利商标局的审查，没有被驳回或上诉。

奇怪的是，该专利声明该发明将适用于太空、海洋或陆地环境。然而，还要强调的是，“本发明可以用于任何需要能源的应用中”“目前，我真的想不出除了太空、海洋和陆地以外还有什么地方可以使用它到目前为止，美国海军还没有表明其对申请专利的立场，专利是否合法也是已知的。也许美国海军正在为一些真正的科幻下一代技术申请专利。

由于美国海军只声明其飞行员经常遇到无法解释的空中现象，一些专家推测美国海军可能正在建造某种不可思议的宇宙飞船，或者可能正在模仿飞行员看到的不明飞行物。

完整文本