第12章 聚變原理

類別:網遊動漫 作者:九霄閣主 本章:第12章 聚變原理

    “鍾”的軀體被分解,康德星聯邦政府公布了蓋亞星上生物基地的發現。

    這條消息如同瘟疫一般在康德星瘋狂傳播,笛卡爾星係外還有其他生命,而且還有不同形式的生命體。這似乎已經說明,宇宙很擁擠!

    但是現在的技術還不足以支撐宇宙航行!康德星人就算是想要出去走一走的想法,但是麵對遼闊的宇宙還是望而卻步。即使他們現在掌握了現代航天技術,無論是推進係統還是能源係統,麵對宇宙就像在海洋中劃著槳,一切都是徒勞無力。

    康德星人的目光聚焦在了古神星上的核聚變基地,倘若古神星上的基地能有所突破,能源方麵也就不成問題,即使推進係統有些拉垮。一旦能源問題能得到徹底解決,推進係統也能由此得到一些突破。

    “索倫,母星上傳來消息,鍾的機械心髒就是一個小型的托卡馬克裝置!”索倫的助手奧本海默說道。

    索倫利維坦,物理學界天花板一樣的存在,雖然沒有哥白尼、薑定康、門捷列夫那些科學家出名,但是在物理學界,他是所有人公認的第一人。更恐怖的是目前他所有的論文全部被聯邦學術協會認定為最高級別論文,而且保密級別最高。

    布魯諾曾經評價他,一個人就是一顆百萬噸tnt當量的核彈!正因為如此,布魯諾將這個核聚變的機會交給了他。

    然而實現聚變,不同於裂變要達到臨界質量和臨界體積那樣簡單。雖然目前康德星人研發出了氫彈,但是無法長久的實現聚變。為了讓核聚變長久的反應下去(自持燃燒),必須要考慮三乘積指標,即是溫度、壓力、約束時間。而約束時間隻有大於自持燃燒時間才能實現自持燃燒。

    當然,溫度越高,所需的氣壓越小,相反,所需的氣壓越大。

    因此,為了實現聚變,托卡馬克裝置應運而生。當然,隨著技術的發展,慣性約束、磁約束等技術也是層出不窮。磁約束因為壓力較小,所以不得不采取高溫和較長的約束時間。

    而慣性約束,約束時間較短,因此必須提高壓力,原理上和氫彈類似,但是它用激光或粒子束代替了原子彈。

    索倫利維坦目前主要研究的是利用磁約束實現聚變。但是氘氚聚變反應所需的溫度會讓原子結構崩潰成為等離子體,而等離子體就是電子和原子核的混合物。由於電子帶負電,原子核帶正電,可以通過磁場控製。隻要創造一個磁籠,等離子體就會繞著磁力線轉圈,從而被束縛在磁力線周圍。由於洛倫茲力的特點,隻在垂直於磁感線上的運動方向起作用。

    假設帶電粒子橫跨磁力線運動,就會被磁感線束縛,一旦帶電粒子平行於磁感線運動,磁場便無法束縛帶電粒子,如果一個斜著飛行的帶電粒子便會在一邊沿著磁感線方向飛一邊轉圈!

    普通人想到這也許就會知難而退,但是索倫創造性的將磁籠首尾相接,形成一個圓環。在這樣的結構中,磁感線變成一個環,隻要在磁感線中運動,帶電粒子便永遠無法飛出這個磁籠!

    但是特殊的結構還是導致了一個缺點:磁場強度不均勻的問題。在麵的磁場強度大,在外麵的磁場強度小,磁場強度存在梯度變化。由於不均勻的磁場,帶電粒子就會發生漂移!電子向上漂移,原子核向下漂移。由於這種現象,就會在垂直於環狀的方向上產生一個電場。可是又有什辦法中和這個電場呢?

    天才之所以被稱之為天才,就在於他能想出最精妙的想法並且能夠解決問題。

    索倫在磁籠中間加上線圈,通電後就會形成一個不斷變化的磁場,等離子體與這給個電場相感應,就會產生環狀電流,也就是變壓器的原理!而新的電流又會產生新的磁場,新磁場和原磁場混合,環狀的磁力線就會形成麻花狀,帶電粒子就會在螺旋運動的磁感線形成的磁麵上被有效束縛!

    構思到這,也許普通的天才也已經到了極限,但是索倫利維坦可不是一般的天才,他在此的設計之上,再加上一組線圈,形成一個垂直的磁場,從而對等離子體實現精確的控製。

    縱場線圈、歐姆場線圈、平衡場線圈,三個磁場組合下的裝置就可以控製等離子體!

    然而理論和實踐還是相差不少,雖然理論很完整,但是由於該裝置也存在一個缺陷。等離子體環半徑、環的截麵、磁場強度,這三者同時決定了該裝置實現的難度。等離子體環半徑決定了密度極限,環的截麵決定了等離子體電流強度,磁場強度決定了能量約束時間。這就是聚變要實現的三乘積,而隻有達到10的21次方這個能力級,才能讓聚變反應在不需要額外能量的基礎下進行下去!

    這樣奇妙的設計完成的那一年,索倫不過是一個剛剛畢業的博士!

    論文一經發表,就被聯邦學術會議列為最高級別論文,而且隻有通過聯邦議會準許的學者才有資格閱讀。

    而他那一年不過才隻有17歲!

    普通人也許能取得這樣大的成就,隨後就會沉寂了,但是僅僅過了三年,他的新論文的發表再次引爆了物理學界!


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