第五百零三章 難題
更新時間:2021-05-23 作者:嶺南仨人
納米崛起 第五百零三章 難題
巴中市的核聚變研究基地內。 黃修遠和李建剛院士十幾個核聚變領域的頂尖學者，討論著陽電子阻隔系統的事情。 會議室內的投影幕布上，是托卡馬克裝置的三維立體模型，以及陽電子阻隔系統的設計草圖。 徐國盛博士看著眼前的兩個系統，指著一行數據說道：“通過計算，只需要將陽電子速度再提升到27萬公里每秒，或者將陽電子密度再提升一倍，就可以完全阻隔高能快中子。” 很多人的常識中，電的速度是非常快的，通常將電的速度等同于光速，但實際上這里說的速度，其實的電場速度。 真正的電子移動速度，叫電子漂移速度，在沒有其他外力加速度情況下，其真空速度在2.7萬公里每秒左右。 而正負電子對撞機中，電子速度可以被加速到29.999萬公里每秒，無限接近光速。 讓陽電子在真空管中，實現27萬公里每秒的速度，難度并沒有太大。 目前的原型機中，速度都可以達到13.2萬公里每秒。 加大速度，就為了變相提升陽電子和中子的碰撞概率，保證將所有的中子都轉變成為質子。 如果不提升速度，那只能加大陽電子的密度，或者擴大陽電子流的厚度。 “這個問題不大，有多種方案可以解決。”李建剛院士說完，露出一絲苦惱：“現在的關鍵問題，是如何將陽電子阻隔系統整合到托卡馬克裝置中，這兩套系統有些難以整合呀！” 黃修遠也發現了這個問題：“李院士說的問題非常關鍵，本身托卡馬克裝置就有環型磁場，而陽電子阻隔系統也需要一個強磁場，兩者很難復合在一個系統內。” 李院士無奈的說道：“而且還有一個問題，托卡馬克裝置的核聚變反應區域，就在環型真空管內部，而陽電子阻隔系統外部是一層超導線圈，也就是說中子要進入陽電子阻隔區域之前，必須先經過超導線圈。” 這兩個問題，成為阻擾工程設計的關鍵，超導線圈的磁場，是束縛陽電子流的必要設備，但是大量中子流的經過，必定會很快摧毀超導線圈，進而導致陽電子流失控。 一會之后，徐國盛說了自己的看法：“這個問題，除非將陽電子流塞入核聚變等離子體中，可這樣做，我們不確定會不會產生其他的反應。” “如果陽電子和等離子體一起注入，那核反應材料很快會被電離，變成等離子體。”西南核能所的張院士說道。 這個情況，其實就是核反應材料的負電子，被陽電子湮滅了，讓核原料直接變成等離子體，可以加速核反應的進度。 唯一的問題，是核聚變反應會不會被密集的陽電子干擾。 眾人沉思起來，黃修遠也打開筆記本，在上面不時計算著一些核反應參數。 現在所有人都陷入了苦思冥想中。 核反應中的中子，是不能完全消除的，核聚變反應會因為不足燃料問題，導致停機。 目前的核聚變反應中，設計的反應原材料，是氘氚反應（DT反應）。 氘元素還好，在藍星的豐度非常高，可以通過重水大量提煉；但氚元素在藍星自然界中的豐度非常低，比氦3好不到哪里去。 因此核聚變反應堆中，必須考慮氚自持，即通過中子轟擊鋰6獲得氚，讓氚進入核聚變循環中。 只是根據理論數據的計算，目前就算是采用中子轟擊鋰6，讓反應獲得氚補充，其消耗和自補給之間的比例，只能達到1.05：1。 別看只有0.05的差別，一旦核聚變反應開始，如果沒有外界補給氚元素，系統內部的氚元素很快就會消耗殆盡。 而氚元素一千克要2億華元，全球每年的氚元素總產量才幾千克，一旦核聚變大規模投入使用，一年至少要幾百千克的氚元素。 巧婦難為無米之炊，就是眼前的困境。 氦3也是藍星的豐度問題，導致不實用。 就算是現在開始在月球建立基地，要從月壤中大規模提煉氦3，難度同樣非常大。 可控核聚變的難題，真是一個接著一個，解決了一個，又起來一個，讓眾人頭疼不已。 陽電子阻隔系統和托卡馬克裝置不兼容，而氘氚反應中的氚元素難以自持，還有其他一系列問題，堪稱研究者的發際線天敵。 黃修遠暫時也沒有辦法，只能提議道：“我們在超算做一下模擬實驗吧！” “也只能如此了。”李院士脫下眼鏡，揉了揉干澀的眼睛。 接入內部超算系統后，他們開始設定一些參數，又將陽電子加入其中，然后一點點做模擬實驗。 果然在模擬實驗中，他們發現了很多問題。 比如陽電子流和等離子體互相擾亂，導致之前的等離子體運行模型徹底失效。 又比如陽電子流大量消除了中子，導致鋰6層無法獲得中子轟擊，導致氚元素很快消耗殆盡，反應直接中止了。 又比如核聚變反應破壞了陽電子流的完整性，導致不時有高能快中子，變成漏網之魚，直接轟擊周圍的內部。 以及陽電子流、等離子體分層等等。 這一系列問題，讓人頭皮發麻，看得黃修遠一個頭兩個大。 半躺在工學椅上，他放空自己的大腦，呆呆地望著天花板，這天花板看起來觸手可及，實際卻還差了十萬八千里。 其他人也表情各異，用自己的方式，思考著如何解決這些問題。 為了捕捉到這只金烏，眾人思考了每一種可能，甚至連激光慣性束縛方案，都考慮了一遍。 這件事，困擾了眾人一個多月，期間雖然有一些別出心裁的方案，但在模擬實驗中，都沒有一個可以實現完美的可控核聚變。 黃修遠沒有辦法，加上公司還有一大堆事情，只能將這件事暫時放下。 而李院士等人則繼續改進，試圖找出托卡馬克裝置和陽電子阻隔系統完美兼容的方案。 在公司總部的黃修遠，也通過內部通信網絡，關注著這件事。 另一邊，蕭英男也在11月16日，誕下了一個男孩。 內部的專屬醫院內。 黃修遠的老爸老媽，正興高采烈地看著嬰兒床上皺巴巴的小孩，他則坐蕭英男病床旁，目光復雜的看著眼前的佳人。 命運就是如此的無奈，他得到了很多，有失去了很多。 一飲一啄，仿佛冥冥之中自有定數。 “好好休息，我近期都在總部。” “謝謝！”蕭英男臉色有些慘白，也胖了許多。 黃修遠給她削了一個蘋果，倆人就這樣靜靜地呆著，沒有言語，沒有情緒。 最后，他看了一眼那嬰兒床上的孩子，眼神中露出一絲擔憂。 納米崛起 第五百零三章 難題
巴中市的核聚變研究基地內。 黃修遠和李建剛院士十幾個核聚變領域的頂尖學者，討論著陽電子阻隔系統的事情。 會議室內的投影幕布上，是托卡馬克裝置的三維立體模型，以及陽電子阻隔系統的設計草圖。 徐國盛博士看著眼前的兩個系統，指著一行數據說道：“通過計算，只需要將陽電子速度再提升到27萬公里每秒，或者將陽電子密度再提升一倍，就可以完全阻隔高能快中子。” 很多人的常識中，電的速度是非常快的，通常將電的速度等同于光速，但實際上這里說的速度，其實的電場速度。 真正的電子移動速度，叫電子漂移速度，在沒有其他外力加速度情況下，其真空速度在2.7萬公里每秒左右。 而正負電子對撞機中，電子速度可以被加速到29.999萬公里每秒，無限接近光速。 讓陽電子在真空管中，實現27萬公里每秒的速度，難度并沒有太大。 目前的原型機中，速度都可以達到13.2萬公里每秒。 加大速度，就為了變相提升陽電子和中子的碰撞概率，保證將所有的中子都轉變成為質子。 如果不提升速度，那只能加大陽電子的密度，或者擴大陽電子流的厚度。 “這個問題不大，有多種方案可以解決。”李建剛院士說完，露出一絲苦惱：“現在的關鍵問題，是如何將陽電子阻隔系統整合到托卡馬克裝置中，這兩套系統有些難以整合呀！” 黃修遠也發現了這個問題：“李院士說的問題非常關鍵，本身托卡馬克裝置就有環型磁場，而陽電子阻隔系統也需要一個強磁場，兩者很難復合在一個系統內。” 李院士無奈的說道：“而且還有一個問題，托卡馬克裝置的核聚變反應區域，就在環型真空管內部，而陽電子阻隔系統外部是一層超導線圈，也就是說中子要進入陽電子阻隔區域之前，必須先經過超導線圈。” 這兩個問題，成為阻擾工程設計的關鍵，超導線圈的磁場，是束縛陽電子流的必要設備，但是大量中子流的經過，必定會很快摧毀超導線圈，進而導致陽電子流失控。 一會之后，徐國盛說了自己的看法：“這個問題，除非將陽電子流塞入核聚變等離子體中，可這樣做，我們不確定會不會產生其他的反應。” “如果陽電子和等離子體一起注入，那核反應材料很快會被電離，變成等離子體。”西南核能所的張院士說道。 這個情況，其實就是核反應材料的負電子，被陽電子湮滅了，讓核原料直接變成等離子體，可以加速核反應的進度。 唯一的問題，是核聚變反應會不會被密集的陽電子干擾。 眾人沉思起來，黃修遠也打開筆記本，在上面不時計算著一些核反應參數。 現在所有人都陷入了苦思冥想中。 核反應中的中子，是不能完全消除的，核聚變反應會因為不足燃料問題，導致停機。 目前的核聚變反應中，設計的反應原材料，是氘氚反應（DT反應）。 氘元素還好，在藍星的豐度非常高，可以通過重水大量提煉；但氚元素在藍星自然界中的豐度非常低，比氦3好不到哪里去。 因此核聚變反應堆中，必須考慮氚自持，即通過中子轟擊鋰6獲得氚，讓氚進入核聚變循環中。 只是根據理論數據的計算，目前就算是采用中子轟擊鋰6，讓反應獲得氚補充，其消耗和自補給之間的比例，只能達到1.05：1。 別看只有0.05的差別，一旦核聚變反應開始，如果沒有外界補給氚元素，系統內部的氚元素很快就會消耗殆盡。 而氚元素一千克要2億華元，全球每年的氚元素總產量才幾千克，一旦核聚變大規模投入使用，一年至少要幾百千克的氚元素。 巧婦難為無米之炊，就是眼前的困境。 氦3也是藍星的豐度問題，導致不實用。 就算是現在開始在月球建立基地，要從月壤中大規模提煉氦3，難度同樣非常大。 可控核聚變的難題，真是一個接著一個，解決了一個，又起來一個，讓眾人頭疼不已。 陽電子阻隔系統和托卡馬克裝置不兼容，而氘氚反應中的氚元素難以自持，還有其他一系列問題，堪稱研究者的發際線天敵。 黃修遠暫時也沒有辦法，只能提議道：“我們在超算做一下模擬實驗吧！” “也只能如此了。”李院士脫下眼鏡，揉了揉干澀的眼睛。 接入內部超算系統后，他們開始設定一些參數，又將陽電子加入其中，然后一點點做模擬實驗。 果然在模擬實驗中，他們發現了很多問題。 比如陽電子流和等離子體互相擾亂，導致之前的等離子體運行模型徹底失效。 又比如陽電子流大量消除了中子，導致鋰6層無法獲得中子轟擊，導致氚元素很快消耗殆盡，反應直接中止了。 又比如核聚變反應破壞了陽電子流的完整性，導致不時有高能快中子，變成漏網之魚，直接轟擊周圍的內部。 以及陽電子流、等離子體分層等等。 這一系列問題，讓人頭皮發麻，看得黃修遠一個頭兩個大。 半躺在工學椅上，他放空自己的大腦，呆呆地望著天花板，這天花板看起來觸手可及，實際卻還差了十萬八千里。 其他人也表情各異，用自己的方式，思考著如何解決這些問題。 為了捕捉到這只金烏，眾人思考了每一種可能，甚至連激光慣性束縛方案，都考慮了一遍。 這件事，困擾了眾人一個多月，期間雖然有一些別出心裁的方案，但在模擬實驗中，都沒有一個可以實現完美的可控核聚變。 黃修遠沒有辦法，加上公司還有一大堆事情，只能將這件事暫時放下。 而李院士等人則繼續改進，試圖找出托卡馬克裝置和陽電子阻隔系統完美兼容的方案。 在公司總部的黃修遠，也通過內部通信網絡，關注著這件事。 另一邊，蕭英男也在11月16日，誕下了一個男孩。 內部的專屬醫院內。 黃修遠的老爸老媽，正興高采烈地看著嬰兒床上皺巴巴的小孩，他則坐蕭英男病床旁，目光復雜的看著眼前的佳人。 命運就是如此的無奈，他得到了很多，有失去了很多。 一飲一啄，仿佛冥冥之中自有定數。 “好好休息，我近期都在總部。” “謝謝！”蕭英男臉色有些慘白，也胖了許多。 黃修遠給她削了一個蘋果，倆人就這樣靜靜地呆著，沒有言語，沒有情緒。 最后，他看了一眼那嬰兒床上的孩子，眼神中露出一絲擔憂。 納米崛起 第五百零三章 難題
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