第三百九十六章 質子鏈條
更新時間:2019-12-21 作者:嶺南仨人
銀河科技帝國 第三百九十六章 質子鏈條
秦嶺等離子體研究所里面。 一眾研究員正在討論著這一次實驗的結果。 “從實驗結果來看，中子壓榨法是可行的，不過原型機的設計依舊存在非常多問題需要我們解決。”費安明先開口說道。 啪啪啪……眾人連忙鼓掌起來，中子壓榨法可以實現可控核聚變，這讓他們看到了人造太陽的曙光，而不是永遠的五十年。 費安明壓壓手說道：“現在我們先總結一下經驗，對于原型機進行改造。” 所有人開始根據實驗出現的問題，進行全面的研究。 “我建議不用DT反應，改用DD反應。”楊光明看了一會說道。 “為什么這么說”費安明問道。 “畢竟我們采用中子壓榨法進行核聚變，和傳統的熱核聚變不一樣，溫度并不是中子壓榨法的第一影響因素，如果采用DD反應，那就不會多出一個中子了。”楊光明解釋道。 “我認同用DD來代替DT作為反應材料。”劉靜觀也點了點頭，畢竟在恐怖中子壓榨機里面，DT和DD的反應條件不會有太大變化。 而兩者反應之后的產物卻有區別，DD不會產生自由中子，DT卻會產生一個自由中子。 比如我們常見的恒星，事實它們就是由于本身超大的質量產生了極大的引力，進而產生極高的壓力，在這個作用下發生氫核聚變，聚變產物是氦，氫聚變成氦依然是絕大多數恒星的燃燒方式。 不過恒星的核聚變是由于自生型壓力導致的，而中子壓榨機的核聚變是外生型壓力導致的。 “另外就是，核聚變的反應程度，或者說反應次數，我們需要控制到哪一個階段”楊光明接著提出一個問題。 他之所以問這個問題，是因為氫核聚變主要途徑是質子鏈反應，從恒星核聚變的各個階段可以得出一些有用的結論。 恒星氫核聚變到一定程度后，亮度會增強，體積會膨脹，會自發地進行氦核的聚變，進入氦反應階段。 氦核反應的方式是3HeC，3個原子質量為4的氦原子合并成一個碳12原子。 碳12可以再捕獲一個氦核變成氧核，氧核也可以捕獲氦核變成氖核，但更困難一些。 碳聚變（產物是鎂核）和氧聚變（產物是磷、硫）也將進行，但放熱的效率遠不及氫核聚變了。 當聚變進行到硅聚變（產物是鐵核，原子序數26）時，由于聚合成鐵以上的元素需要吸收能量，所以一般恒星通過正常的聚變反應，只能到達鐵原子這一步。 從上面的恒星核聚變反應鏈條上來看，氫——氦——碳——氧——氖、鎂、硫、磷——硅——鐵，一條鏈條從輕到重。 那這個過程之中會產生多少能量 非常簡單就可以計算出來，那就是氫原子到鐵原子的核聚變過程之中，損失了多少質量這個損失的質量就是這個過程之中釋放出來的能量。 如何計算從氫原子到鐵原子的核聚變反應之中損失了多少質量 我們都知道原子由于中子、中子、電子組成，其中計算原子質量的時候，電子可以忽略不計，也就是說原子質量＝中子質量質子質量。 中子的相對原子質量是1.0083，而質子的相對原子質量是1.0079。 鐵原子由于26個質子和30個中子構成，26×1.007930×1.0083的結果就是56.4544，但是鐵原子相對原子質量是55.84，這兩個數字的差值0.6144就是鐵原子損失的質量。 這個過程之中鐵原子損失了1.08的質量，不要小看1.08的質量。 要知道從氫核聚變成為氦，這個過程之中損失的質量僅僅是0.63左右。 實際上從氫原子的鐵原子的核聚變過程之中，產生的能量絕對比1.08的質量要多。 為什么 因為鐵原子由于26個質子和30中子構成，假設由于DD反應開始，那就需要30個氘素才可以核聚變一個鐵原子，30個氘素之中還有4個質子多出來，這些多的質子或者中子同樣攜帶著巨大的能量。 劉靜觀想了想說道：“我們最好一步一步來，先從氫核聚變到氦這個階段開始。” “我也這么認為，先確認氫核聚變到氦這個階段的臨界數據。”費安明附和道。 “如何發電也是一個值得研究的課題。”張懷德也提出一個問題。 聽到這個問題所有人都沉思起來，中子壓榨機和一般熱核反應不一樣，中子壓榨機由于NN—8—1的材料特性，只有光子和中微子可以逃脫，其他物質都被束縛在真空腔里面。 而兩個氫原子核（質子）相撞結合后放出一個正電子和一個中微子，形成一個重氫核（原子核內有一個質子和一個中子）。 然后這個重氫核再與一個質子結合，放出一個γ光子，形成一個氦3核（原子核內有兩個質子和一個中子）。 第三步，兩個氦3核結合組成一個氦4核（原子核內有兩個質子和兩個中子），同時放出兩個質子。 總的反應是：四個氫核經過聚變反應，形成一個氦4核同時放出兩個正電子、兩個中微子和兩個γ光子。 中微子目前沒有辦法利用，而電子無法突破NN—8—1材料，剩下可以利用的就是光子。 “從反應了看，我們可以利用的就是光輻射，光輻射占釋放總能量35左右，不過今天實驗之中為什么光輻射會超過預計那么多就算是多了一次氦核聚變，有沒有理由超出這么多”楊光明百思不得其解。 “你們忽略一個問題，那些中子、電子是沒有辦法逃逸的，加上反應環境壓力堆積，我認為這些多出來的光輻射，是中子和電子在環境壓力下的向光子蛻變。”劉靜觀猜測道。 楊光明想了想，點了點頭說道：“看來我們需要多測試幾次，這樣就可以摸清楚中子壓榨法的特點。” “發電難道還是用燒開水的方式”張懷德問道。 “激光發電或許可以考慮。”費安明說道。 “激光發電就是類似于太陽能發電那種模式”劉靜觀問道。 “是的，激光發電，我查了一下激光研究所第七分所的論文，他們的激光發電已經可以做到能量利用效率68左右。”費安明解釋道。 “既然如此，費所你和激光研究所聯系一下，弄一套激光發電設備過來試一試。”劉靜觀決定嘗試激光發電。 “可以，這件事交給我。” 討論會結束之后，秦嶺等離子體研究所再一次行動起來，費安明去激光研究所定制激光發電設備，劉靜觀等人則一邊測試中子壓榨機一邊改進。 特別是他們向超新星工業定制的30臺NN—8—1凝聚態發生器，已經陸陸續續送過來了。 觸手可及的可控核聚變已經在向他們招手了。 1住愛尚： 地址： 銀河科技帝國 第三百九十六章 質子鏈條
秦嶺等離子體研究所里面。 一眾研究員正在討論著這一次實驗的結果。 “從實驗結果來看，中子壓榨法是可行的，不過原型機的設計依舊存在非常多問題需要我們解決。”費安明先開口說道。 啪啪啪……眾人連忙鼓掌起來，中子壓榨法可以實現可控核聚變，這讓他們看到了人造太陽的曙光，而不是永遠的五十年。 費安明壓壓手說道：“現在我們先總結一下經驗，對于原型機進行改造。” 所有人開始根據實驗出現的問題，進行全面的研究。 “我建議不用DT反應，改用DD反應。”楊光明看了一會說道。 “為什么這么說”費安明問道。 “畢竟我們采用中子壓榨法進行核聚變，和傳統的熱核聚變不一樣，溫度并不是中子壓榨法的第一影響因素，如果采用DD反應，那就不會多出一個中子了。”楊光明解釋道。 “我認同用DD來代替DT作為反應材料。”劉靜觀也點了點頭，畢竟在恐怖中子壓榨機里面，DT和DD的反應條件不會有太大變化。 而兩者反應之后的產物卻有區別，DD不會產生自由中子，DT卻會產生一個自由中子。 比如我們常見的恒星，事實它們就是由于本身超大的質量產生了極大的引力，進而產生極高的壓力，在這個作用下發生氫核聚變，聚變產物是氦，氫聚變成氦依然是絕大多數恒星的燃燒方式。 不過恒星的核聚變是由于自生型壓力導致的，而中子壓榨機的核聚變是外生型壓力導致的。 “另外就是，核聚變的反應程度，或者說反應次數，我們需要控制到哪一個階段”楊光明接著提出一個問題。 他之所以問這個問題，是因為氫核聚變主要途徑是質子鏈反應，從恒星核聚變的各個階段可以得出一些有用的結論。 恒星氫核聚變到一定程度后，亮度會增強，體積會膨脹，會自發地進行氦核的聚變，進入氦反應階段。 氦核反應的方式是3HeC，3個原子質量為4的氦原子合并成一個碳12原子。 碳12可以再捕獲一個氦核變成氧核，氧核也可以捕獲氦核變成氖核，但更困難一些。 碳聚變（產物是鎂核）和氧聚變（產物是磷、硫）也將進行，但放熱的效率遠不及氫核聚變了。 當聚變進行到硅聚變（產物是鐵核，原子序數26）時，由于聚合成鐵以上的元素需要吸收能量，所以一般恒星通過正常的聚變反應，只能到達鐵原子這一步。 從上面的恒星核聚變反應鏈條上來看，氫——氦——碳——氧——氖、鎂、硫、磷——硅——鐵，一條鏈條從輕到重。 那這個過程之中會產生多少能量 非常簡單就可以計算出來，那就是氫原子到鐵原子的核聚變過程之中，損失了多少質量這個損失的質量就是這個過程之中釋放出來的能量。 如何計算從氫原子到鐵原子的核聚變反應之中損失了多少質量 我們都知道原子由于中子、中子、電子組成，其中計算原子質量的時候，電子可以忽略不計，也就是說原子質量＝中子質量質子質量。 中子的相對原子質量是1.0083，而質子的相對原子質量是1.0079。 鐵原子由于26個質子和30個中子構成，26×1.007930×1.0083的結果就是56.4544，但是鐵原子相對原子質量是55.84，這兩個數字的差值0.6144就是鐵原子損失的質量。 這個過程之中鐵原子損失了1.08的質量，不要小看1.08的質量。 要知道從氫核聚變成為氦，這個過程之中損失的質量僅僅是0.63左右。 實際上從氫原子的鐵原子的核聚變過程之中，產生的能量絕對比1.08的質量要多。 為什么 因為鐵原子由于26個質子和30中子構成，假設由于DD反應開始，那就需要30個氘素才可以核聚變一個鐵原子，30個氘素之中還有4個質子多出來，這些多的質子或者中子同樣攜帶著巨大的能量。 劉靜觀想了想說道：“我們最好一步一步來，先從氫核聚變到氦這個階段開始。” “我也這么認為，先確認氫核聚變到氦這個階段的臨界數據。”費安明附和道。 “如何發電也是一個值得研究的課題。”張懷德也提出一個問題。 聽到這個問題所有人都沉思起來，中子壓榨機和一般熱核反應不一樣，中子壓榨機由于NN—8—1的材料特性，只有光子和中微子可以逃脫，其他物質都被束縛在真空腔里面。 而兩個氫原子核（質子）相撞結合后放出一個正電子和一個中微子，形成一個重氫核（原子核內有一個質子和一個中子）。 然后這個重氫核再與一個質子結合，放出一個γ光子，形成一個氦3核（原子核內有兩個質子和一個中子）。 第三步，兩個氦3核結合組成一個氦4核（原子核內有兩個質子和兩個中子），同時放出兩個質子。 總的反應是：四個氫核經過聚變反應，形成一個氦4核同時放出兩個正電子、兩個中微子和兩個γ光子。 中微子目前沒有辦法利用，而電子無法突破NN—8—1材料，剩下可以利用的就是光子。 “從反應了看，我們可以利用的就是光輻射，光輻射占釋放總能量35左右，不過今天實驗之中為什么光輻射會超過預計那么多就算是多了一次氦核聚變，有沒有理由超出這么多”楊光明百思不得其解。 “你們忽略一個問題，那些中子、電子是沒有辦法逃逸的，加上反應環境壓力堆積，我認為這些多出來的光輻射，是中子和電子在環境壓力下的向光子蛻變。”劉靜觀猜測道。 楊光明想了想，點了點頭說道：“看來我們需要多測試幾次，這樣就可以摸清楚中子壓榨法的特點。” “發電難道還是用燒開水的方式”張懷德問道。 “激光發電或許可以考慮。”費安明說道。 “激光發電就是類似于太陽能發電那種模式”劉靜觀問道。 “是的，激光發電，我查了一下激光研究所第七分所的論文，他們的激光發電已經可以做到能量利用效率68左右。”費安明解釋道。 “既然如此，費所你和激光研究所聯系一下，弄一套激光發電設備過來試一試。”劉靜觀決定嘗試激光發電。 “可以，這件事交給我。” 討論會結束之后，秦嶺等離子體研究所再一次行動起來，費安明去激光研究所定制激光發電設備，劉靜觀等人則一邊測試中子壓榨機一邊改進。 特別是他們向超新星工業定制的30臺NN—8—1凝聚態發生器，已經陸陸續續送過來了。 觸手可及的可控核聚變已經在向他們招手了。 1住愛尚： 地址： 銀河科技帝國 第三百九十六章 質子鏈條
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