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項目進(jìn)行到現(xiàn)在并不樂觀,每年使用經(jīng)費都在以億為單位超標(biāo),然而項目的進(jìn)度,卻并沒有過人的進(jìn)展,包括海對面在內(nèi)的各國政-府都已經(jīng)漸漸失去了耐心
“所見略同,我也對仿星器挺有興趣!”陸驍肯定的點點頭,哪怕吳桐看不見,他也一樣了解考慮過仿星器,不然,也不會吳桐僅僅一句點評,他就能立即想到仿星器。當(dāng)然,之前他更多是作為發(fā)動機(jī)戰(zhàn)機(jī)想象力補充領(lǐng)域去了解的。
“可控核聚變是個系統(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,仿星器裝置有一點兒比托卡馬克好的地方。
托仿星器裝置在設(shè)計理念上的優(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,這同樣是他們的強項,特別是吳桐的強項!
“我們需要更大的電磁場,來完成對等離子的磁約束,并且還要對磁場進(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能,它們會到處運動而散開,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,等離子體的溫度,動則都是億做單位起步,所以,他們需要跟大更可控的磁場,來實現(xiàn)對聚變反應(yīng),等離子體的約束,讓它變的可控,這也是整個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,特別是,現(xiàn)如今,托卡馬克也到了天花板。
“水冷器設(shè)計,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!”陸驍撿著他擅長的領(lǐng)域,攬了過去。他做初步設(shè)計,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,因為高原上才有強勁的風(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動,物理學(xué)上的復(fù)雜體系難題,拜托你了,陸哥!”雖然這個問題,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,那是個天文數(shù)字,是個不亞于目前數(shù)學(xué)界有名難題的困難問題!