Specific energy (i.e. energy per unit mass) is one of the most fundamental and consequential properties of a fuel source. In this work, a systematic study of measured fusion cross-sections is performed to determine which reactions are potentially feasible and identify the fuel cycle that maximizes specific energy. This reveals that, by using normal hydrogen to breed deuterium via neutron capture, the conventional catalyzed D–D fusion fuel cycle can attain a specific energy greater than anything else. Simply surrounding a catalyzed D–D reactor with water enables deuterium fuel, the dominant stockpile of energy on Earth, to produce as much as 65% more energy. Lastly, the impact on space propulsion is considered, revealing that an effective exhaust velocity exceeding that of deuterium-helium-3 is theoretically possible.
比エネルギー（すなわち単位質量あたりのエネルギー）は、燃料源の最も基本的かつ重要な特性の一つである。本研究では、測定された核融合断面積の系統的な調査を行い、どの反応が実現可能かを判定し、比エネルギーを最大化する燃料サイクルを特定する。これにより、通常の水素を用いて中性子捕獲により重水素を増殖させることで、従来の触媒D–D核融合燃料サイクルが他のどの方法よりも高い比エネルギーを達成できることが明らかになる。触媒D–D炉を単に水で囲むだけで、地球上のエネルギー備蓄の主要な源である重水素燃料が、最大65%多くのエネルギーを生み出すことができる。最後に、宇宙推進への影響を考察し、重水素-ヘリウム3を超える有効排気速度が理論的に可能であることを明らかにする。