第五百章 神光工程
更新時間:2020-05-31 作者:幸運的球球
學霸的科幻世界 第五百章 神光工程
回到江城后，龐學林的生活再次變得平靜下來。 偶爾去江城大學或者西湖大學上上課，和曹源、李長青他們討論一下超導128材料的工業化生產方案，剩下的時間，龐學林將注意力放在了NS方程存在性與光滑性的研究上。 如今超導材料問題已經解決，可控核聚變領域，就剩下超大功率激光器、超高溫等離子流體控制這兩大技術難關了。 高強度的抗輻照材料龐學林倒不擔心，他決定一步到位采用氦核聚變模式，可以大幅度降低中子的產生。 因此，目前國內核裂變反應堆所生產的抗輻照材料完全能夠滿足氦核聚變反應堆的需求。 剩下的，超大功率激光器制造，這個項目主要交由中國工程物理研究院激光聚變研究中心負責推動。 從上世紀60年代開始，激光器的發明，為如何將物質加熱到極高能量這一問題打開了一條門縫。 最早是蘇聯專家開始考慮使用激光加熱核聚變的原料，因為該方法能量大，而且無需與被加熱物質接觸，簡單理解就是類似于拿陽光聚焦之后點燃木屑。 但是單個激光器的能量太低，所以為了解決這樣的問題，需要將多個激光器的能量聚焦于同一點。 該問題看似簡單，實則非常困難。 因為必須保證在短暫的加熱時間內，被加熱物體的所有方向受熱均勻，一致向球心坍縮（簡單理解就是將被加熱物質想象成一個足球，如果想要擠壓足球內部的空氣，最好的方法就是從四面八方一起用力，使其體積被壓縮。如果僅僅從兩個方向使勁，則足球會變形，足球內部的空氣被擠壓效果就會大打折扣）。 這不僅需要每個激光器對準的方向控制地異常精確，也需要在這一極短的時間內每個激光器的能量大小需要嚴格控制。 目前在該領域美國的研究進展是最快的，其國家點火裝置（NIF）目前正在實驗將192個激光器聚焦于同一點，包含192束激光，輸出1.8MJ紫外激光。 與NIF裝置規模相當的激光驅動器是法國的LMJ激光裝置，設計包含240束激光，輸出1.8MJ紫外激光。 而在這一領域，中國同樣投入了巨額的資金進行研究。 這就是中國的“神光”計劃。 20世紀60年代隨著激光的出現，科學家提出了激光慣性約束聚變科學思想。 1964年，王淦昌院士提出了研究激光聚變的倡議，國內正式啟動“神光”計劃。 該項目由中國科學院和中國工程物理研究院聯合攻關，上海光機和長春光機都是協作單位。 1985年，神光Ⅰ裝置建成并投入試運行。 神光Ⅰ連續運行了8年，完成了多輪重要的物理實驗，在ICF、“863”相關項目實驗研究中取得了一批具有國際先進水平的重大成果，標志著我國在該領域進入世界先進行列。 1994年神光Ⅰ退役，啟動神光Ⅱ裝置研制。 2001年，中國“神光Ⅱ”高功率激光裝置在中科院上海光機所建成，它的問世，標志著我國高功率激光科研和激光核聚變研究已闊步進入了世界先進行列。 當時，只有美國、日本等少數國家能建造如此精密的巨型激光器。 “神光二號”的總體技術性能已進入世界前五位。 神光Ⅱ高功率激光實驗裝置(簡稱神光Ⅱ裝置)由八路系統及神光Ⅱ多功能高能激光系統(簡稱第九路)組成，是當時國內唯一具有主動探針光的高功率釹玻璃固體激光實驗裝置。 它能在十億分之一秒的瞬間發射出功率相當于全球電網總和數倍的激光束聚集到靶上，形成高溫等離子體并引發聚變，進而開展激光與等離子體相互作用物理和慣性約束聚變實驗研究，是中國戰略高技術創新、基礎科學、交叉前沿科學創新極為重要的實驗裝置。 2015年，位于四川綿陽的中國工程物理研究院激光聚變研究中心順利完成神光Ⅲ的研發工作。 神光Ⅲ輸出光束為48束，總功率180KJ，僅為美國國家點火裝置的十分之一。 但因為法國LMJ項目進展緩慢，神光Ⅲ反而成為世界上僅次于NIF的第二大聚變點火裝置。 此前超導128項目成功，龐學林去京城的時候，就曾經和領導層就核聚變項目探討過。 目前中國工程物理研究院正在進行神光Ⅳ項目的研發，整體參數相當于NIF的兩倍左右，最高功率可以達到4MJ，但距離氦核聚變所需要的千兆焦耳的能量輸出，還相差三個數量級。 不過對于這里面的工程難點，龐學林倒并不怎么擔心。 這次中國太陽世界之旅，系統給出的獎勵中，就有千兆焦耳激光聚變的工程技術解決方案，以中國在“神光”工程中研發經驗來看，按照系統給的方案，制造出千兆焦耳的激光聚變裝置難度并不大。 反倒是高溫等離子湍流問題，必須從理論角度加以解決。 因此，在解決高溫等離子湍流問題之前，龐學林并不準備將千兆焦耳激光聚變裝置的技術路線拿出來。 反倒是為了推進電磁彈射航天發射項目的建設，龐學林將熔鹽核反應堆的相關技術方案拿出來交給了中國工程物理研究院去推動研發。。 中國工程物理研究院就是原來的核工業部第九研究院，主要從事沖擊波與爆轟物理、核物理與等離子體物理、計算物理、軍控物理、工程力學、流體力學、基礎數學、應用數學、工程設計、制造工藝、放射化學、有機化學、高分子材料、含能材料、核材料、激光技術與應用、脈沖功率技術及應用、電子技術、信息技術、計算機科學與應用等學科領域的研究與應用，是國內核工業領域最強的研究機構。 熔鹽核反應堆本來就是中國工程物理研究院下一代核反應堆的重點攻關項目之一，龐學林將熔鹽堆的相關技術方案交給中國工程物理研究院，無疑將大幅度加快熔鹽核反應堆的研發工作，對于電磁彈射航天發射系統的建設，也有著非常重要的意義。 學霸的科幻世界 第五百章 神光工程
回到江城后，龐學林的生活再次變得平靜下來。 偶爾去江城大學或者西湖大學上上課，和曹源、李長青他們討論一下超導128材料的工業化生產方案，剩下的時間，龐學林將注意力放在了NS方程存在性與光滑性的研究上。 如今超導材料問題已經解決，可控核聚變領域，就剩下超大功率激光器、超高溫等離子流體控制這兩大技術難關了。 高強度的抗輻照材料龐學林倒不擔心，他決定一步到位采用氦核聚變模式，可以大幅度降低中子的產生。 因此，目前國內核裂變反應堆所生產的抗輻照材料完全能夠滿足氦核聚變反應堆的需求。 剩下的，超大功率激光器制造，這個項目主要交由中國工程物理研究院激光聚變研究中心負責推動。 從上世紀60年代開始，激光器的發明，為如何將物質加熱到極高能量這一問題打開了一條門縫。 最早是蘇聯專家開始考慮使用激光加熱核聚變的原料，因為該方法能量大，而且無需與被加熱物質接觸，簡單理解就是類似于拿陽光聚焦之后點燃木屑。 但是單個激光器的能量太低，所以為了解決這樣的問題，需要將多個激光器的能量聚焦于同一點。 該問題看似簡單，實則非常困難。 因為必須保證在短暫的加熱時間內，被加熱物體的所有方向受熱均勻，一致向球心坍縮（簡單理解就是將被加熱物質想象成一個足球，如果想要擠壓足球內部的空氣，最好的方法就是從四面八方一起用力，使其體積被壓縮。如果僅僅從兩個方向使勁，則足球會變形，足球內部的空氣被擠壓效果就會大打折扣）。 這不僅需要每個激光器對準的方向控制地異常精確，也需要在這一極短的時間內每個激光器的能量大小需要嚴格控制。 目前在該領域美國的研究進展是最快的，其國家點火裝置（NIF）目前正在實驗將192個激光器聚焦于同一點，包含192束激光，輸出1.8MJ紫外激光。 與NIF裝置規模相當的激光驅動器是法國的LMJ激光裝置，設計包含240束激光，輸出1.8MJ紫外激光。 而在這一領域，中國同樣投入了巨額的資金進行研究。 這就是中國的“神光”計劃。 20世紀60年代隨著激光的出現，科學家提出了激光慣性約束聚變科學思想。 1964年，王淦昌院士提出了研究激光聚變的倡議，國內正式啟動“神光”計劃。 該項目由中國科學院和中國工程物理研究院聯合攻關，上海光機和長春光機都是協作單位。 1985年，神光Ⅰ裝置建成并投入試運行。 神光Ⅰ連續運行了8年，完成了多輪重要的物理實驗，在ICF、“863”相關項目實驗研究中取得了一批具有國際先進水平的重大成果，標志著我國在該領域進入世界先進行列。 1994年神光Ⅰ退役，啟動神光Ⅱ裝置研制。 2001年，中國“神光Ⅱ”高功率激光裝置在中科院上海光機所建成，它的問世，標志著我國高功率激光科研和激光核聚變研究已闊步進入了世界先進行列。 當時，只有美國、日本等少數國家能建造如此精密的巨型激光器。 “神光二號”的總體技術性能已進入世界前五位。 神光Ⅱ高功率激光實驗裝置(簡稱神光Ⅱ裝置)由八路系統及神光Ⅱ多功能高能激光系統(簡稱第九路)組成，是當時國內唯一具有主動探針光的高功率釹玻璃固體激光實驗裝置。 它能在十億分之一秒的瞬間發射出功率相當于全球電網總和數倍的激光束聚集到靶上，形成高溫等離子體并引發聚變，進而開展激光與等離子體相互作用物理和慣性約束聚變實驗研究，是中國戰略高技術創新、基礎科學、交叉前沿科學創新極為重要的實驗裝置。 2015年，位于四川綿陽的中國工程物理研究院激光聚變研究中心順利完成神光Ⅲ的研發工作。 神光Ⅲ輸出光束為48束，總功率180KJ，僅為美國國家點火裝置的十分之一。 但因為法國LMJ項目進展緩慢，神光Ⅲ反而成為世界上僅次于NIF的第二大聚變點火裝置。 此前超導128項目成功，龐學林去京城的時候，就曾經和領導層就核聚變項目探討過。 目前中國工程物理研究院正在進行神光Ⅳ項目的研發，整體參數相當于NIF的兩倍左右，最高功率可以達到4MJ，但距離氦核聚變所需要的千兆焦耳的能量輸出，還相差三個數量級。 不過對于這里面的工程難點，龐學林倒并不怎么擔心。 這次中國太陽世界之旅，系統給出的獎勵中，就有千兆焦耳激光聚變的工程技術解決方案，以中國在“神光”工程中研發經驗來看，按照系統給的方案，制造出千兆焦耳的激光聚變裝置難度并不大。 反倒是高溫等離子湍流問題，必須從理論角度加以解決。 因此，在解決高溫等離子湍流問題之前，龐學林并不準備將千兆焦耳激光聚變裝置的技術路線拿出來。 反倒是為了推進電磁彈射航天發射項目的建設，龐學林將熔鹽核反應堆的相關技術方案拿出來交給了中國工程物理研究院去推動研發。。 中國工程物理研究院就是原來的核工業部第九研究院，主要從事沖擊波與爆轟物理、核物理與等離子體物理、計算物理、軍控物理、工程力學、流體力學、基礎數學、應用數學、工程設計、制造工藝、放射化學、有機化學、高分子材料、含能材料、核材料、激光技術與應用、脈沖功率技術及應用、電子技術、信息技術、計算機科學與應用等學科領域的研究與應用，是國內核工業領域最強的研究機構。 熔鹽核反應堆本來就是中國工程物理研究院下一代核反應堆的重點攻關項目之一，龐學林將熔鹽堆的相關技術方案交給中國工程物理研究院，無疑將大幅度加快熔鹽核反應堆的研發工作，對于電磁彈射航天發射系統的建設，也有著非常重要的意義。 學霸的科幻世界 第五百章 神光工程
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