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第五百四十九章:換一種聚變方式!(1 / 2)

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辦公室中,徐川和梁曲閒聊了一會,聽了一下後續的工作安排。

仿星器的實驗他已經沒有插手了,幾乎都放給了能源研究所這邊安排,華星聚變裝置的第一次運行,數據還是相當的漂亮的。

不過他還是有一些其他方麵的擔憂。

當然,他並不是擔心仿星器無法實現真正的點火運行,這個點他不擔心。

由綜合型托卡馬克裝置改變成先進型仿星器裝置,路線更換的過程中需要調整的東西雖然有不少,但核心仍然是建立在磁約束理論的基礎上的。

而磁約束的核心,摸過等離子體湍流的數控模型、第一壁材料和約束磁場這三大塊了。

這三塊核心,在破曉聚變裝置上他們早就搞定了。

徐川擔心的,原本有兩塊,第一塊是小型化的可行性,另一個則是仿星器的功率可能不足,即實現點火後,引導出來的能量,可能遠遠不夠。

第一個問題從如今的實驗數據來看已經沒什麼太大的問題了。

但第二個問題,還不知道是什麼情況。

仿星器的優點在於等離子體湍流的控製比托卡馬克裝置要強很多,但它的功率,也是公認的比托卡馬克裝置要低。

它的輸出很難,或者說幾乎無法和托卡馬克裝置相比了。

這是因為仿星器的結構而注定的事情,也是徐川最為擔心的一塊地方。

尤其是的小型化後,功率可能會更低,低到產生的能量完全不夠的地步。

畢竟體積小了,反應堆腔室中能容納的等離子體數量也會更少,而氘氚等離子體的數量少的話,其碰撞形成聚變的概率也就更小。

可控核聚變反應堆,並不是說實現了點火,穩定了等離子體湍流的運行,完成了氘氚聚變並能將能量引導出來就行了。

這些隻是聚變的基礎,而在基礎上,還有個東西叫做q值。

這裡其實涉及到怎樣才能算是“實現了可控核聚變”這一個概念。

可能會有很多人認為,隻要是維持了反應堆腔室中等離子體運行,讓其聚變並且能引導出來能量就是實現了可控核聚變。

但實際上嚴格意義上來說並不是。

核聚變不是隨隨便便就可以點燃的,我們需要先向反應爐輸入能量才有可能從中得到輸出的能量這指的是通過icr加熱天線提升等氘氚離子體的溫度,讓其碰撞聚變,產生更多的溫度。

如果將輸入的能量看做輸入x,那麼在維持等離子體運行的基礎上,從反應堆中引導出來的能量,就是輸出y。

而yx的差值,就是所謂的q值。

隻有當q值等於一的時候,反應堆才能不需要外界的能量輸入,依靠自身的聚變反應來維持穩定。

而q值超過1,則代表值反應堆可以向外麵輸出能量,q值越高,輸出的能量也就越高。

但由於目前的科技,發電站並不能對核聚變產生的能量進行100的轉化,理論上來講能達到40至50就非常了不起了,破曉聚變堆使用了磁流體機組傳統熱機也就達到了73而已。

再加上其他的各種損耗,粗略的進行估算,q值等於25的時候,可控核聚變就可以“保本”,即投入的錢和發電產出的錢平衡了。

隻是顯而易見的是,光是“保本”是不行的,考慮到龐大的基礎設施以及後續的維護成本,科學家普遍認為,可控核聚變的“q值”至少要大於50,才能算是真正實現了可控核聚變技術。

而破曉聚變裝置的q值,超過三位數。

這也是徐川當初選擇托卡馬克裝置作為目標的原因,托卡馬克裝置的內部溫度更高,反應堆腔室規整,能容納的氘氚等離子體更多,產生的q值會更大。

聽著徐川提出的這個問題,梁曲思索了一下,回道“提升聚變的溫度或許可以解決這個問題”

徐川點了點頭,道“這的確是一個辦法,可以考慮。不過提升溫度,對於仿星器來說,一方麵難度較大,另一方麵可能有點治標不治本。”

“環形磁場中的帶電粒子一般需要沿環運動多圈才能連接底部和頂部,從而進行有效地中和電荷積累。但這一點對仿星器很不利,仿星器的各種形態的線圈數目非常多且極不規則,會形成大量局部磁鏡。”

“而磁鏡是可以在一定程度上約束帶電粒子的,這將導致一些粒子被“捕獲”在局部磁鏡中,無法完整地完成環向運動,也就不能消除磁場曲率和磁場梯度帶來的漂移,進而導致粒子損失。”

“特彆是用於加熱其它粒子的高能離子,由於碰撞頻率很低,一旦被局域磁鏡捕獲就幾乎逃不出來,損失很快。這對於聚變堆的自持加熱聚變反應產生的35v氦原子核加熱氘和氚是極為重要的。”

梁曲提出的建議的確可行,因為溫度越高,粒子的活躍性就越高,越是活躍,產生的碰撞幾率就越大。

但他更多思索的,是如何從根源上去解決這個問題。

這些天他一直都在思索如何重構仿星器的外場線圈和磁鐵繞組,並不是單純的因為三維結構的改進型超導體線圈的生產太難,還有一部分原因也是在想辦法解決這個問題。

聞言,梁曲也有些頭大,皺眉思索了一番後開口說道“但是仿星器的結構,要改變的話難度實在太大了。”

“它本身就是通過極高的工程難度來降低磁約束的難度的,如果重新構設的話,難度先不說,改變了它的結構,是否還能繼續小型化也是個很麻煩的事情。”

徐川搖搖頭道“不,仿星器的整體結構和形狀不能進行大幅度的調整和修改,調整了的話我們需要麵對等離子體磁島、磁麵撕裂、扭曲摸效應等問題。”

“而這些問題在小型化的過程中我們暫時根本就沒有手段解決,所以隻能依賴仿星器特殊的結構來避開。”

聞言,梁曲皺著眉道“那這樣的話就難了,目前來看,仿星器是小型化最有希望的一個,如果仿星器都行不通的話,我真不知道還有什麼能行得通,球床還是慣性約束”



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