可控核聚變的未來前景,毫無疑問是非常廣闊的。但是,就如黎明前的黑暗,這份黑暗,過于漫長!
目前iter項(xiàng)目進(jìn)行到現(xiàn)在并不樂觀,每年使用經(jīng)費(fèi)都在以億為單位超標(biāo),然而項(xiàng)目的進(jìn)度,卻并沒有過人的進(jìn)展,包括海對(duì)面在內(nèi)的各國政-府都已經(jīng)漸漸失去了耐心
“所見略同,我也對(duì)仿星器挺有興趣!”陸驍肯定的點(diǎn)點(diǎn)頭,哪怕吳桐看不見,他也一樣了解考慮過仿星器,不然,也不會(huì)吳桐僅僅一句點(diǎn)評(píng),他就能立即想到仿星器。當(dāng)然,之前他更多是作為發(fā)動(dòng)機(jī)戰(zhàn)機(jī)想象力補(bǔ)充領(lǐng)域去了解的。
“可控核聚變是個(gè)系統(tǒng)性的問題,托卡馬克和仿星器,磁約束和慣性約束完成這一切的前提下,還是要回歸到材料和工程的進(jìn)步,仿星器裝置有一點(diǎn)兒比托卡馬克好的地方。
托仿星器裝置在設(shè)計(jì)理念上的優(yōu)勢,萬幸,我們不需要像托卡馬克裝置那樣通過歐姆變壓器來啟動(dòng)等離子體電流,也不需要考慮扭曲膜、磁面撕裂、電阻壁膜問題!”
“這是把難度轉(zhuǎn)嫁到了工程和材料上面!”陸驍笑道,但是,同樣的,走仿星器裝置道路的話,這同樣是他們的強(qiáng)項(xiàng),特別是吳桐的強(qiáng)項(xiàng)!
“我們需要更大的電磁場,來完成對(duì)等離子的磁約束,并且還要對(duì)磁場進(jìn)行有效控制,所以,我們需要有一種能夠在常溫下,或者至少在不那么極端的條件下就能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)的材料,以便我們能夠制造更大可控制的磁場,來對(duì)等離子體進(jìn)行約束!”
等離子體約束將等離子體限制在某個(gè)區(qū)域,不讓它們飛散開來的技術(shù)。
等離子體中的粒子具有動(dòng)能,它們會(huì)到處運(yùn)動(dòng)而散開,有的粒子還能轟擊真空室壁,使等離子體粒子數(shù)目及其能量都要損失。
粒子撞擊真空室壁其上的物質(zhì)會(huì)濺射到等離子體區(qū)域,使等離子體能量通過輻射形式損失掉,導(dǎo)致等離子體的溫度降低。
為了減少等離子體的粒子數(shù)目和能量的損失,可用“場”能傳遞相互作用這一特性來約束等離子體。場可以是磁場、電場、引力場。
太陽及其他恒星中的熱核聚變反應(yīng)是借助引力場來約束等離子體的。這些星體的質(zhì)量很大,引力也很大,足以將等離子體約束在一起,進(jìn)行熱核反應(yīng)。
但地球上的高溫等離子體靠弱的引力來約束并使其進(jìn)行熱核反應(yīng)是不可能的,必須用別的約束方法。
熱核聚變研究中約束等離子體的主要方法是磁約束和慣性約束。托卡馬克裝置和仿星器裝置,選擇的都是磁約束,減少等離子體粒子和能量的損失
在可控核聚變,聚變反應(yīng)時(shí),等離子體的溫度,動(dòng)則都是億做單位起步,所以,他們需要跟大更可控的磁場,來實(shí)現(xiàn)對(duì)聚變反應(yīng),等離子體的約束,讓它變的可控,這也是整個(gè)可控核聚變的重要核心之一。
“水冷器,等離子體約束,超導(dǎo)材料,還有能夠抵抗聚變反應(yīng)億萬起步高溫的壁材料都是我們必須要突破的技術(shù)領(lǐng)域!”吳桐一一點(diǎn)出,走仿星器裝置,他們需要攻克那些難關(guān),他們要走的,是一條開創(chuàng)道路,目前國際上包括國內(nèi),并不能給他們過多的經(jīng)驗(yàn),特別是,現(xiàn)如今,托卡馬克也到了天花板。
“水冷器設(shè)計(jì),等離子體約束,我這兩天就開始著手進(jìn)行專研,這方面,我還算有些經(jīng)驗(yàn)!”陸驍撿著他擅長的領(lǐng)域,攬了過去。他做初步設(shè)計(jì),最終再和吳桐進(jìn)行優(yōu)化,務(wù)必將這兩大難關(guān)全力攻克!
“超導(dǎo)材料,還有反應(yīng)爐壁材料,這些就要看你的了!“材料板塊,歷來是吳桐的拿手好戲!他不免感嘆:“我們?nèi)羰悄苡谐爻瑢?dǎo)材料,不僅可控核聚變,其他能源問題,其實(shí)也都能迎刃而解!”
火力發(fā)電廠可以建造在任何地方,但利用可再生能源的綠色電廠就要謹(jǐn)慎選址了,因?yàn)楦咴喜庞袕?qiáng)勁的風(fēng),沙漠中方能長沐日光,還有正在攻克難關(guān)的可控核聚變因此要向綠色能源轉(zhuǎn)變,面臨的最大挑戰(zhàn)之一,就是如何跨越數(shù)百千米的距離,將這些來自偏遠(yuǎn)之地的電力輸送至城市。
最先進(jìn)的超導(dǎo)電纜可將電能輸送幾千千米而僅有百分之幾的損耗。但麻煩的是,電纜必須一直浸在77k(約-196c)的液氮之中。因此,如果要架設(shè)這樣的電纜,每隔一千米左右就必須安裝泵機(jī)和冷卻設(shè)備,大大增加了超導(dǎo)電纜方案的成本和復(fù)雜程度。
能在常溫常壓下工作的超導(dǎo)體,將使全球化電力供應(yīng)夢想成真。
常溫超導(dǎo),歷來是目前超導(dǎo)不斷追求的至高難關(guān)。提起來,就讓多少超導(dǎo)人頭疼心碎的話題!
吳桐將常溫超導(dǎo)寫在記事本上,這是一個(gè)必須要攻克的難關(guān)!如果能夠?qū)崿F(xiàn)常溫超導(dǎo)的材料突破,磁場約束,他們必然能夠突破目前的困境,將可控核聚變真正代入研發(fā)進(jìn)程,這是
填平
“仿星器裝置的等離子體的運(yùn)動(dòng),物理學(xué)上的復(fù)雜體系難題,拜托你了,陸哥!”雖然這個(gè)問題,可能摸不到量子力學(xué)的邊緣,用麥克斯韋方程組就能概括,但是其中粒子數(shù)目,那是個(gè)天文數(shù)字,是個(gè)不亞于目前數(shù)學(xué)界有名難題的困難問題!