看书中文网

手机浏览器扫描二维码访问

第112章 展望核聚变（第2页）

“当等离子体的温度达到几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起。如果同时还有足够的密度和足够长的约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行。

“因此，等离子体的温度、密度和约束时间三者乘积称为‘聚变三重积’。当它达到10的22次方时，聚变输出的功率等于为驱动反应而输入的功率，超过这一基本值，反应才能自持进行。

“按照三重积的量级，想达成热核聚变反应，需要特殊的反应容器，以获取和维持足够的反应条件。

“最初有三种利用磁场来约束等离子体的方法。

“第一种是‘磁笼’。根据电磁定律，运动中的带电粒子会在磁场的作用下发生弯曲，而磁场是可以用通电线圈营造出来的。

“‘磁笼’是用线圈营造出一个特殊形状的机器，等离子体在抽成真空的容器中绕圈运动，在磁笼的约束下形成一个闭环，这样就可以不用接触容器壁了。

“第二种‘磁镜’，是可以让以直线运动的等离子体，在到达真空管道的一端后被弹回来，就像光线被镜子反射回来一样。

“第三种‘箍缩’，是利用等离子体在有电流通过时会自动收缩的特性，用放电的方式对等离子体进行压缩，将核聚变材料约束在电流线的周围，不让它碰到容器壁。

“到了现在，主要采用磁约束聚变和惯性约束聚变两种不同途径。

“惯性约束聚变（inertialconfinementfusion，icf）是利用激光或激光产生的x射线作驱动源，均匀地加热装填氘氚燃料的微型球状靶丸外壳表面，形成高温高压等离子体并向外喷射，产生反冲压力，快速地向内压缩靶丸未加热的部分，使氘氚主燃料层密度达到每立方厘米几百克质量，并在氘氚燃料芯部形成高温高密度热斑，点燃聚变反应。

“燃烧从中心向外迅速地在被压缩的主燃料层中传播，靶丸自身的惯性约束高温高密度燃烧需要足够长的时间，进行充分的燃烧后，放出大量聚变能，获得能量增益。

“基于激光的反应堆，可以让核聚变在很短的时间内发生。但需要将数百束激光束聚焦在一个目标上，每秒加热目标10次，需要很多能量。相关的实验，现在还没有跨过净能量增益的门槛。

“而且从工程角度来看，是非常困难的。需要体育场那么大面积，强大的激光束，可以创造出像恒星和巨行星的核心，以及核武器爆炸时的温度和压力…

“激光器模仿太阳中心的条件，将重氢同位素，氘和氚，融合成氦。

“将氢气小球放入胡椒粒大小的装置中，然后使用数百束强大的激光，加热和压缩氢燃料。

“激光在进入环空器后，会击中内壁并使其发出x射线，然后这些x射线可以将其加热到1亿摄氏度——比太阳中心还热，并将其压缩到地球大气压的1000亿倍以上。

“高能激光会使小球表面等离子体化，其余中心材料受到牛顿第三定律驱使，最终会向中央坍缩发生内爆。

“在内爆时，只要对燃料球给予正确的高温高压就能发生链式反应——也就是‘点火’，随之便会放出大量能量。

“这种输出，即3万万亿瓦特的功率，本身就创造了非常极端的环境，更加接近于核武器爆炸。

“作为武器的氢弹中的氘氚是凝聚态，并用原子弹压缩实现瞬时整体核反应。在激光惯性约束产生核聚变中，氘氚也是凝聚态，不同点是用激光压缩。如此一来，便开辟了研究氢弹的新途径。sir，咱们或许可以弄出不需要原子弹引爆的氢弹。”

史蒂芬：“……”

“磁约束核聚变（maonfinementfusion，mcf）是利用磁场与高热等离子体来引发核聚变反应的路线。

“先加热燃料，使它成为等离子体形态，再利用磁场，拘束住高热等离子体中的带电粒子，使它进行螺线运动，进一步加热等离子体，直到产生核聚变反应。

“目前国际上主流的方案是使用托卡马克技术来达成磁约束核聚变。相当于‘磁笼’和‘箍缩’的混合体，外形有点像轮胎，内含多组线圈，有些线圈负责形成强磁场，从外部来约束等离子体，有些线圈负责箍缩，从内部来约束等离子体。

“托卡马克是俄语单词tokamak，来源于环形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnit）、线圈（kotushka）。指的是“带有电磁线圈的环形真空室”。

“它的中央是一个环形真空，外面围绕着线圈。通电时其内部会产生巨大螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高温度，以达到受控核聚变的目的。

“向环形真空室内充入一定气体，在微波等预电离手段的作用下，产生少量离子，然后通过感应或者微波、中性束注入等方式，激发并维持一个强大的环形等离子体电流。

“这个等离子体电流与外面的线圈电流一起，产生一定的螺旋型磁场，将其中的等离子体约束住，并使其与外界尽可能地绝热。

“这样，等离子体才能被感应、中性束、离子回旋共振、电子回旋共振、低杂波等方式加热到上亿度的高温，以达到核聚变的目的。

“计算表明，在输出功率不变的情况下，磁场强度每增加一倍，等离子体的体积就可以缩小16倍，高磁场强度将会大大缩小核聚变装置的体积，从而减少成本，降低自身能耗。

“sir，根据我的计算，预测会捏合成一个3m高、9000kg重的装置，在正常情况下产生最少2000特斯拉磁场。

“重点是捏出趋近常温、体积更小、功能更强的超导磁铁。现在最先进的超导磁铁含有一层包裹稀土的钡铜氧化物，它在?263c时工作效率最高，而不像老式的含铌的超导材料，需冷却至?269c。

“托卡马克装置有的是甜甜圈状，有的是去核的苹果状。而我们的核聚变反应堆很可能是球形托卡马克，融合磁笼、磁镜、箍缩、惯性约束聚变、磁约束核聚变等现有装置的优点。

“所以我们在准备材料时，要尽量满足上述五种设置的需求，节约本源点。”

史蒂芬耐心听完，对核聚变有了基本的了解。

“家娃，我之前想搬空钢山核聚变实验室的机器设备，节约时间和金钱成本。现在觉得太冒险了。在严密的安全监控系统下，悄无声息搬走机器设备，简直是灵异事件。很容易引得国家力量穷追不舍。”

“sir，斯内尔夫妇发展的那几名新超能者，还是很有用的。他们都是核聚变方面的专家，出面购买相关机器设备名正言顺。”

“那么，家娃，现在就激活他们的超能者app，同时给斯内尔夫妇发布超能者任务，安排他俩贴身保（xie）镖（chi）专家，方便、安全地给设备生产商下单。资金从我们的海外账户汇入。”

用洗干净的毒资来买自己的设备，也是无奈之举。

又要争分夺秒，又没钱…

理科博士的异世见闻录  系统选中我在平行世界当救星  女扮男装：战神世子的疯批将军  异世界助手：抽奖就能变强  疯了吧，刚重生就逼我将女儿送人  全球御兽：数码宝贝镇压诸天  重生后，从打工仔到商业巨子  我的钢铁萌心：以德皇之名  将军，夫人又逃了  现代都市的巫女  我乃仙童兼职城隍土地和妖王  炮灰团偷听心声逆袭，我负责摆烂  离落九天  强行契约！不服？你命由我不由天  海贼：出海就有大将实力  我，北凉王一统九州  弟子不从命  穿书末世：拐个禁欲大佬当老公  末世重生，我开启修炼模式  叶家的幸福小日子