第五百零三章 难题
第502章难题
巴中市的核聚变研究基地内。
黄修远和李建刚院士十几个核聚变领域的顶尖学者,讨论着阳电子阻隔系统的事情。
会议室内的投影幕布上,是托卡马克装置的三维立体模型,以及阳电子阻隔系统的设计草图。
徐国盛博士看着眼前的两个系统,指着一行数据说道:“通过计算,只需要将阳电子速度再提升到27万公里每秒,或者将阳电子密度再提升一倍,就可以完全阻隔高能快中子。”
很多人的常识中,电的速度是非常快的,通常将电的速度等同于光速,但实际上这里说的速度,其实的电场速度。
真正的电子移动速度,叫电子漂移速度,在没有其他外力加速度情况下,其真空速度在万公里每秒左右。
而正负电子对撞机中,电子速度可以被加速到万公里每秒,无限接近光速。
让阳电子在真空管中,实现27万公里每秒的速度,难度并没有太大。
目前的原型机中,速度都可以达到万公里每秒。
加大速度,就为了变相提升阳电子和中子的碰撞概率,保证将所有的中子都转变成为质子。
如果不提升速度,那只能加大阳电子的密度,或者扩大阳电子流的厚度。
“这个问题不大,有多种方案可以解决。”李建刚院士说完,露出一丝苦恼:“现在的关键问题,是如何将阳电子阻隔系统整合到托卡马克装置中,这两套系统有些难以整合呀!”
黄修远也发现了这个问题:“李院士说的问题非常关键,本身托卡马克装置就有环型磁场,而阳电子阻隔系统也需要一个强磁场,两者很难复合在一个系统内。”
李院士无奈的说道:“而且还有一个问题,托卡马克装置的核聚变反应区域,就在环型真空管内部,而阳电子阻隔系统外部是一层超导线圈,也就是说中子要进入阳电子阻隔区域之前,必须先经过超导线圈。”
这两个问题,成为阻扰工程设计的关键,超导线圈的磁场,是束缚阳电子流的必要设备,但是大量中子流的经过,必定会很快摧毁超导线圈,进而导致阳电子流失控。
一会之后,徐国盛说了自己的看法:“这个问题,除非将阳电子流塞入核聚变等离子体中,可这样做,我们不确定会不会产生其他的反应。”
“如果阳电子和等离子体一起注入,那核反应材料很快会被电离,变成等离子体。”西南核能所的张院士说道。
这个情况,其实就是核反应材料的负电子,被阳电子湮灭了,让核原料直接变成等离子体,可以加速核反应的进度。
唯一的问题,是核聚变反应会不会被密集的阳电子干扰。
众人沉思起来,黄修远也打开笔记本,在上面不时计算着一些核反应参数。
现在所有人都陷入了苦思冥想中。
核反应中的中子,是不能完全消除的,核聚变反应会因为不足燃料问题,导致停机。
目前的核聚变反应中,设计的反应原材料,是氘氚反应(DT反应)。
氘元素还好,在蓝星的丰度非常高,可以通过重水大量提炼;但氚元素在蓝星自然界中的丰度非常低,比氦3好不到哪里去。
因此核聚变反应堆中,必须考虑氚自持,即通过中子轰击锂6获得氚,让氚进入核聚变循环中。
只是根据理论数据的计算,目前就算是采用中子轰击锂6,让反应获得氚补充,其消耗和自补给之间的比例,只能达到:1。
别看只有的差别,一旦核聚变反应开始,如果没有外界补给氚元素,系统内部的氚元素很快就会消耗殆尽。
而氚元素一千克要2亿华元,全球每年的氚元素总产量才几千克,一旦核聚变大规模投入使用,一年至少要几百千克的氚元素。
巧妇难为无米之炊,就是眼前的困境。
氦3也是蓝星的丰度问题,导致不实用。
就算是现在开始在月球建立基地,要从月壤中大规模提炼氦3,难度同样非常大。
可控核聚变的难题,真是一个接着一个,解决了一个,又起来一个,让众人头疼不已。
阳电子阻隔系统和托卡马克装置不兼容,而氘氚反应中的氚元素难以自持,还有其他一系列问题,堪称研究者的发际线天敌。
黄修远暂时也没有办法,只能提议道:“我们在超算做一下模拟实验吧!”
“也只能如此了。”李院士脱下眼镜,揉了揉干涩的眼睛。
接入内部超算系统后,他们开始设定一些参数,又将阳电子加入其中,然后一点点做模拟实验。
果然在模拟实验中,他们发现了很多问题。
比如阳电子流和等离子体互相扰乱,导致之前的等离子体运行模型彻底失效。
又比如阳电子流大量消除了中子,导致锂6层无法获得中子轰击,导致氚元素很快消耗殆尽,反应直接中止了。
又比如核聚变反应破坏了阳电子流的完整性,导致不时有高能快中子,变成漏网之鱼,直接轰击周围的内部。
以及阳电子流、等离子体分层等等。
这一系列问题,让人头皮发麻,看得黄修远一个头两个大。
半躺在工学椅上,他放空自己的大脑,呆呆地望着天花板,这天花板看起来触手可及,实际却还差了十万八千里。
其他人也表情各异,用自己的方式,思考着如何解决这些问题。
为了捕捉到这只金乌,众人思考了每一种可能,甚至连激光惯性束缚方案,都考虑了一遍。
这件事,困扰了众人一个多月,期间虽然有一些别出心裁的方案,但在模拟实验中,都没有一个可以实现完美的可控核聚变。
黄修远没有办法,加上公司还有一大堆事情,只能将这件事暂时放下。
而李院士等人则继续改进,试图找出托卡马克装置和阳电子阻隔系统完美兼容的方案。
在公司总部的黄修远,也通过内部通信网络,关注着这件事。
另一边,萧英男也在11月16日,诞下了一个男孩。
内部的专属医院内。
黄修远的老爸老妈,正兴高采烈地看着婴儿床上皱巴巴的小孩,他则坐萧英男病床旁,目光复杂的看着眼前的佳人。
命运就是如此的无奈,他得到了很多,有失去了很多。
一饮一啄,仿佛冥冥之中自有定数。
“好好休息,我近期都在总部。”
“谢谢!”萧英男脸色有些惨白,也胖了许多。
黄修远给她削了一个苹果,俩人就这样静静地呆着,没有言语,没有情绪。
最后,他看了一眼那婴儿床上的孩子,眼神中露出一丝担忧。
谢谢各位亲的支持(ω`)
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巴中市的核聚变研究基地内。
黄修远和李建刚院士十几个核聚变领域的顶尖学者,讨论着阳电子阻隔系统的事情。
会议室内的投影幕布上,是托卡马克装置的三维立体模型,以及阳电子阻隔系统的设计草图。
徐国盛博士看着眼前的两个系统,指着一行数据说道:“通过计算,只需要将阳电子速度再提升到27万公里每秒,或者将阳电子密度再提升一倍,就可以完全阻隔高能快中子。”
很多人的常识中,电的速度是非常快的,通常将电的速度等同于光速,但实际上这里说的速度,其实的电场速度。
真正的电子移动速度,叫电子漂移速度,在没有其他外力加速度情况下,其真空速度在万公里每秒左右。
而正负电子对撞机中,电子速度可以被加速到万公里每秒,无限接近光速。
让阳电子在真空管中,实现27万公里每秒的速度,难度并没有太大。
目前的原型机中,速度都可以达到万公里每秒。
加大速度,就为了变相提升阳电子和中子的碰撞概率,保证将所有的中子都转变成为质子。
如果不提升速度,那只能加大阳电子的密度,或者扩大阳电子流的厚度。
“这个问题不大,有多种方案可以解决。”李建刚院士说完,露出一丝苦恼:“现在的关键问题,是如何将阳电子阻隔系统整合到托卡马克装置中,这两套系统有些难以整合呀!”
黄修远也发现了这个问题:“李院士说的问题非常关键,本身托卡马克装置就有环型磁场,而阳电子阻隔系统也需要一个强磁场,两者很难复合在一个系统内。”
李院士无奈的说道:“而且还有一个问题,托卡马克装置的核聚变反应区域,就在环型真空管内部,而阳电子阻隔系统外部是一层超导线圈,也就是说中子要进入阳电子阻隔区域之前,必须先经过超导线圈。”
这两个问题,成为阻扰工程设计的关键,超导线圈的磁场,是束缚阳电子流的必要设备,但是大量中子流的经过,必定会很快摧毁超导线圈,进而导致阳电子流失控。
一会之后,徐国盛说了自己的看法:“这个问题,除非将阳电子流塞入核聚变等离子体中,可这样做,我们不确定会不会产生其他的反应。”
“如果阳电子和等离子体一起注入,那核反应材料很快会被电离,变成等离子体。”西南核能所的张院士说道。
这个情况,其实就是核反应材料的负电子,被阳电子湮灭了,让核原料直接变成等离子体,可以加速核反应的进度。
唯一的问题,是核聚变反应会不会被密集的阳电子干扰。
众人沉思起来,黄修远也打开笔记本,在上面不时计算着一些核反应参数。
现在所有人都陷入了苦思冥想中。
核反应中的中子,是不能完全消除的,核聚变反应会因为不足燃料问题,导致停机。
目前的核聚变反应中,设计的反应原材料,是氘氚反应(DT反应)。
氘元素还好,在蓝星的丰度非常高,可以通过重水大量提炼;但氚元素在蓝星自然界中的丰度非常低,比氦3好不到哪里去。
因此核聚变反应堆中,必须考虑氚自持,即通过中子轰击锂6获得氚,让氚进入核聚变循环中。
只是根据理论数据的计算,目前就算是采用中子轰击锂6,让反应获得氚补充,其消耗和自补给之间的比例,只能达到:1。
别看只有的差别,一旦核聚变反应开始,如果没有外界补给氚元素,系统内部的氚元素很快就会消耗殆尽。
而氚元素一千克要2亿华元,全球每年的氚元素总产量才几千克,一旦核聚变大规模投入使用,一年至少要几百千克的氚元素。
巧妇难为无米之炊,就是眼前的困境。
氦3也是蓝星的丰度问题,导致不实用。
就算是现在开始在月球建立基地,要从月壤中大规模提炼氦3,难度同样非常大。
可控核聚变的难题,真是一个接着一个,解决了一个,又起来一个,让众人头疼不已。
阳电子阻隔系统和托卡马克装置不兼容,而氘氚反应中的氚元素难以自持,还有其他一系列问题,堪称研究者的发际线天敌。
黄修远暂时也没有办法,只能提议道:“我们在超算做一下模拟实验吧!”
“也只能如此了。”李院士脱下眼镜,揉了揉干涩的眼睛。
接入内部超算系统后,他们开始设定一些参数,又将阳电子加入其中,然后一点点做模拟实验。
果然在模拟实验中,他们发现了很多问题。
比如阳电子流和等离子体互相扰乱,导致之前的等离子体运行模型彻底失效。
又比如阳电子流大量消除了中子,导致锂6层无法获得中子轰击,导致氚元素很快消耗殆尽,反应直接中止了。
又比如核聚变反应破坏了阳电子流的完整性,导致不时有高能快中子,变成漏网之鱼,直接轰击周围的内部。
以及阳电子流、等离子体分层等等。
这一系列问题,让人头皮发麻,看得黄修远一个头两个大。
半躺在工学椅上,他放空自己的大脑,呆呆地望着天花板,这天花板看起来触手可及,实际却还差了十万八千里。
其他人也表情各异,用自己的方式,思考着如何解决这些问题。
为了捕捉到这只金乌,众人思考了每一种可能,甚至连激光惯性束缚方案,都考虑了一遍。
这件事,困扰了众人一个多月,期间虽然有一些别出心裁的方案,但在模拟实验中,都没有一个可以实现完美的可控核聚变。
黄修远没有办法,加上公司还有一大堆事情,只能将这件事暂时放下。
而李院士等人则继续改进,试图找出托卡马克装置和阳电子阻隔系统完美兼容的方案。
在公司总部的黄修远,也通过内部通信网络,关注着这件事。
另一边,萧英男也在11月16日,诞下了一个男孩。
内部的专属医院内。
黄修远的老爸老妈,正兴高采烈地看着婴儿床上皱巴巴的小孩,他则坐萧英男病床旁,目光复杂的看着眼前的佳人。
命运就是如此的无奈,他得到了很多,有失去了很多。
一饮一啄,仿佛冥冥之中自有定数。
“好好休息,我近期都在总部。”
“谢谢!”萧英男脸色有些惨白,也胖了许多。
黄修远给她削了一个苹果,俩人就这样静静地呆着,没有言语,没有情绪。
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