第26章 了解可控核聚變
- EVE星圖破曉:從軍校到星海
- 努力挺好的
- 2080字
- 2025-05-14 17:08:53
王教授笑著,對著楊辰說,然后,也沒有再在楊辰這邊耽擱了。
留了個自己的學生給楊辰充當導游,王教授就離開了。
這位王教授帶的學生,就履行著這份職責,帶著楊辰圍著這個托卡馬克裝置,在這個平臺上慢慢走著。
看著眼前這個托卡馬克裝置,楊辰在想著一些事情,根據楊辰所查到的資料,此刻的大夏在實現核聚變上,有三條道路。
重力約束,重力約束基本就是大多數恒星實現核聚變的方式,對于此刻的大夏來說,這種方式基本癡人說夢,在這方面,別說成果,研究方向都沒有。
慣性約束,也基本被主流研究領域放棄了,慣性約束產生的核聚變,有一個很致命的問題,核聚變發生不連續,單次核聚變發生時間可能就在零點零幾秒,根本沒辦法用來發電產生能源。
所以,現在大夏的研究方向基本上就是磁約束,因為這是三個方式中,唯一有實現可能的方式,同時,也是目前研究積累最多的方式。
而磁約束中,目前也大概有三條路線,環形托卡馬克裝置,球形托卡馬克裝置,以及仿星器。
而其中,環形托卡馬克裝置的研究,大概又是最靠前的,仿星器是三個里面,唯一能夠有望在實現后小型化的路線,但前提是能夠實現。
仿星器的研究,在國際上已經遠落后于環形托卡馬克裝置,基本已經處于一種停滯和被放棄的狀態。
而球形托卡馬克裝置,也有著致命的問題,它的整體結構決定了它的等離子體密度不太可能夠,也就是說,前景暗淡,這個方向,也基本從來沒有成為過這個領域各大國研究的主流。
最后,磁約束剩下的,依舊基本只有一個,就是環形托卡馬克。現在楊辰身前的East就是個環形托卡馬克裝置。但即便是這條,人類走得最遠的技術路線,距離真正實現可控核聚變,也很遠。
磁力約束實現核聚變的核心思路,其實并沒有那么復雜。核聚變在超高溫和超高壓狀態下發生。以后者為主的發生條件,雖然可能在宇宙中最為普遍,但人類目前既無法做到,也沒有可以暢想的實現方向。
那就只能以前者為主,不斷嘗試提高發生核聚變的物質的溫度。幾千萬度,幾億度。然后,這時候,就出現了一個顯而易見的問題。如果只是為了讓它爆炸,一瞬間發生核聚變,那就不用管它。但現在是要將它作為能源,就需要它持續發生聚變,也就是說,始終維持在超高度的溫度。
這么高的溫度,用怎么樣一個容器去容納它。人類之前熔點最高的材料,也就能夠承受三四千度,顯然和核聚變發生的上億度,差了幾個量級。
然后,而為了解決這個問題,一個天才般的創想就冒了出來。以磁力約束超高溫的等離子體,讓它干脆在容器中,不和容器內壁接觸。以強磁場控制劇烈反應中的等離子體,同時以磁場加熱等離子體溫度和密度。
完美解決了,核聚變發生時溫度過高的問題。
現在楊辰眼前的East就是這種原理下的產物,到這兒,似乎可控核聚變的問題,似乎都已經得到了解決。——如果只是需要一個可以發生核聚變的玩具。但問題是,人們想要用核聚變來產生能源。
就不得不面臨,此刻可控核聚變最大的問題。
可控核聚變裝置的自持率問題,為了維持托卡馬克裝置中等離子體發生核聚變,同時約束這些等離子體的運動,不讓這些超高溫的等離子體,將整個裝置連著整個實驗中心都燒出來一個洞。
現在的托卡馬克裝置開啟的時候,都需要往其中提供大量的電力。而現在,所有托卡馬克裝置,自己能夠發出來的電,都不夠自己維持核聚變用的。
也就說,從普遍意義上來講,現階段的可控核聚變裝置,不光是發不出來電,還得耗電。而造成這種尷尬境地的原因,歸根結底就在于,托卡馬克裝置中,等離子體發生聚變的強度不夠。
那為什么不提升強度呢。因為現在托卡馬克裝置線圈能夠提供的約束還不夠。
而用特殊材料制作線圈,倒是能夠提高約束。
但現在,楊辰所研發的三鈦合金的誕生,達成了這一條件,讓這個托卡馬克裝置的成功成為了可能。
在圍繞著這個高達十一米的托卡馬克裝置再走了一陣過后,楊辰和作為導游的王教授帶著的學生都先后再停了下來。
王教授帶的學生壓低聲音說道:“其實這裝置看著壯觀,核心參數可都是機密。就像這次替換的內壁材料...”
他忽然收住話頭,像是意識到自己多說了什么,轉而指著遠處閃爍的警示燈:“看見那些紅色標識區了嗎?連我們組員都得三級授權才能進。“
楊辰順著他的目光望去,合金支架在強光照射下泛著冷冽的灰藍色,通風管道里傳來粒子探測器的嗡鳴——這與他半年前在實驗室測試三鈦合金時的聲紋特征完全吻合。
當初那些密封在鉛盒里的樣本,如今正在這龐然大物體內構筑起對抗億度高溫的防線。
“其實這個玩意兒,看多了,也沒有什么好看的。”
王教授帶的學生有些感慨地說道。
“現在這個,嚴格意義上來說,就只是一個用來驗證高溫等離子體約束的實驗裝置。和真正的可控核聚變堆差距還很遠很遠。”
“不過聽說新問世了一種新的材料叫什么三鈦合金,現在這里正在準備進行托卡馬克裝置內壁材料的替換,真希望能成功。”
楊辰點了點頭,也沒有多說什么。
現在楊辰投入到相關領域的學習中后,他對可控核聚變的研發,已經有了些更具體的認知。可控核聚變,通用人工智能,特殊材料。再加上航空航天等領域,這些科技的發展,實際上是牽扯一起的。
某種程度上,材料領域沒有關鍵突破,很大程度上影響了可控核聚變的實現,而三鈦合金的誕生讓可控核聚變實現過程中的許多問題都能夠迎刃而解。