第143章 大力出奇跡的可控聚變路線

作者:核動力三蹦子
(這章略微硬核,主要講解邱睿的技術路線)

  接下來的商務細節洽談,邱睿甩給了隨行的蔚藍科技團隊。

  他自己則是找了個安靜沒人的地方,覆盤起逐漸設計成型的聚變設計。

  先前給吳江他們看的那個簡化圖紙,實質上就是他所構思的反應爐。

  這次過來訂購高速高壓蒸汽泵,也是爲了補全這套聚變裝置的重要一環。

  有人可能會問,這玩意和核聚變有什麼關係?

  當然是有的,因爲這些蒸汽泵,錘的就是氘氚混合而成的等離子體。

  想要理解這種聚變途徑的原理,就要先講一下實現聚變的兩大條件:即溫度與壓強。

  由於在海藍星上,很難把壓力提高到太陽那種程度,所以主流的聚變路線,走的都是提高溫度的路子。

  比如託卡馬克要想聚變,主要靠提高約束時間,只有這樣才能讓溫度達到足夠使反應自持的水平。

  但受到聚變三乘積的限制(感興趣的小夥伴可以自己去查查,這裏就不贅述了),聚變裝置它就小不了。

  看看ITER,光裝置就要兩萬餘噸的“體重”就知道了,幾乎不可能被塞到猛獁裏。

  於是邱睿琢磨着,既然在一個磁約束裝置裏,磁壓沒有足夠的力量讓等離子體產生足夠的密度,何不換一種更加簡單粗暴且節省腦細胞的方式——用錘子砸!

  在他的設想下,全新裝置的聚變過程,和把大象關冰箱一樣簡單,只不過多了一步。

  第一步,注入等離子體到球形反應爐的空腔內。

  第二步,使用高速蒸汽泵從四面八方向內壓縮。

  蒸汽泵推動着覆蓋在球形反應爐內壁上的液態金屬,急速壓縮內部空腔中的等離子體。

  第三步,空腔中的空間越來越小,靠磁場懸浮在中央的等離子體壓力越來越高,最終達到聚變點火條件。

  第四步,核爆!

  隨着“砰”的一聲巨響,蒸汽泵的活塞被推着復位,而吸收大量熱量的液態金屬同樣被推着,順着打開的管道流出反應爐。

  能量被帶走,用來燒開水,大部分用於發電,小部分再次給蒸汽泵加壓。

  是的,儘管都聚變了,但還是要燒開水的。

  因爲核爆直接把等離子體燒光了,不會再像磁約束裝置一樣存在大量的帶電離子,自然也就沒辦法利用更先進的磁流體發電了。

  實際上,無論是ITER或者各國計劃中的聚變實驗堆,能量轉化途徑都採用了燒開水。

  畢竟磁流體發電這種玩意,需要從等離子體中進行分流,一個不小心甜甜圈就被玩崩了,那還可控個球啊。

  而且不得不承認,人類至今爲止,大規模發電效率最高的就是燒開水。

  從這個角度來看,科技的進步,也可以說是燒開水在推動的,就特麼的相當蒸汽朋克!

  稍微跑偏了點,言歸正傳。

  這種“大力出奇跡”裝置的優點,一方面是它可以做的比較小,猛獁升升級,塞一套進去問題不大。

  另一方面,則在於它不會生成中子輻照,並且還能做到氚增殖。

  需要知道的是,只要是DT反應,就一定會生成高能中子束。

  而中子這倒黴玩意因爲不帶電,所以不受磁場約束。

  關鍵中子攜帶的能量還特別高,對反應爐第一壁危害極大,因爲沒有任何物質能抵擋住它的侵蝕。

  學術界也沒有任何辦法,解決方案就一個,拿臉硬接!

  只要把第一壁搞得厚實一點、耐腐蝕性強一點,大不了定期停機維護,換一批防護板就好了。

  但“大力出奇跡”裝置就沒有這種顧慮,因爲包裹中央核反應的液態金屬,其成分中有相當一部分是液態鋰。

  液態鋰能捕捉中子,並生成珍貴的氚。

  n+Li6→

  n+Li7→

  (n:中子;T:氚)

  以上就是氚增殖的反應公式,看不懂不要緊,只要知道氚很珍貴、需要回收就對了。

  千萬別聽那些公衆號說什麼“核聚變的原料取之不盡”,都是放屁!

  氘是這樣的,海水中有的是,根本用不完,但氚就不是了。

  這玩意在自然界中不存在,想製備,就只能靠核裂變堆,而且產量還低的嚇人。

  光是ITER,想要正常發電,每年就要燒到接近50公斤氚。

  而目前全球的商業氚產量,主要來自紅楓國,那裏有19座氚鈾核反應堆,每年大概能出產0.5公斤。

  可能有彥祖亦非說,那託卡馬克也搞氚增殖不就完了,怎麼還能單獨成爲“大力出奇跡”的優勢。

  對也不對。

  氚增殖對於託卡馬克裝置來說,的確也是一個重要的課題。

  但毛病還是出在高能中子束上。

  還是那句話,中子因爲不受任何力控制四處亂飛。

  就好像一條在湍急河流裏瘋狂甩籽的魚,主打的就是一個360度全方向亂甩。

  所以整個第一壁,都要承受中子的打擊,而回收中子的窗口,一共也沒幾個。

  還是剛纔那條甩籽的魚,非要逼着人家往固定的幾個點位裏甩,那就不叫甩籽了,那特麼叫投籃!

  唯有“大力出奇跡”裝置不存在這種顧慮,因爲它全方位都被液態金屬封堵,中子根本逃不出去。

  當然,這種裝置也不是沒有問題。

  第一大難點,在於如何控制液態金屬。

  就像之前吳江所擔心的一樣,怎樣才能讓液態金屬均勻的鋪開,又怎樣才能讓它均勻的壓縮等離子體。

  唯一的辦法就是通過轉動球體產生的離心力使其均勻攤開,然後趁着重力沒反應過來,瞬間完成壓縮。

  這也就是邱睿要求蒸汽泵必須在5毫秒內完成壓縮的原因。

  但速度一快,別的問題也隨之浮現。

  比如更快的壓縮速度,帶來了急劇升溫,讓金屬液體更容易蒸發,而金屬蒸汽又會影響磁場,同時干擾等離子體。

  而且過快的速度下,瑞利泰勒不穩定性也會增加。

  邱睿也考慮過要不要放棄球形反應爐,改爲圓柱形。

  然後通過不同的活塞壓縮速度不同,來造成一個球形壓縮空腔。

  可想了想,他便放棄了。

  因爲在近地表,圓柱體還有些優勢,但如果放到無重力環境的太空裏,滾筒製造的離心力就不夠了。

  第二大難點,在於如何生成作爲燃料的等離子體。

  與託卡馬克不同,這種裝置的等離子體是外部產生再注入進來的。

  而產生等離子的“注射器”,從結構上來看,其實也是一臺託卡馬克裝置,只不過個頭非常小,堪稱“袖珍級”。

  請注意,這臺小託卡馬克並非難點所在,因爲它不需要將等離子體加熱到很高溫度,七八千度就夠用了。

  真正的難點,在於想要把等離子體推出來,就必須先把它搓成一個被稱爲“反場構型”的特殊等離子體環。

  什麼是反場構型,就不仔細展開了,感興趣的小夥伴可以自己查一下。

  反正把它理解成一個長得跟扳指似的等離子體環就可以了。

  關鍵是這種技術,國內目前還沒有實現,邱睿想薅個羊毛都沒得薅,只能自己搞。

  可能大家也看出來,是的,國外已經有在搞了。

  實際上整個“大力出奇跡”技術路徑,有另外一個名字,叫“磁化靶核聚變”,最早是由通用聚變提出的方案。

  不過到目前爲止,他們也不過是實現了反場構型等離子體環。

  其他環節,仍舊處於驗證階段。

  這就便宜了邱睿,誰讓他是個掛逼嘞。

  ‘只要能造一臺差不多能運轉起來的設備,即便設計上有些缺陷,老子也能用系統點亮這臺人造太陽!’

  ‘等到了那個時候,猛獁離起飛就不遠了。’

  ‘不過就算磁化靶聚變裝置已經很小了,現在的猛獁還是夠嗆能塞得進去,看來回去後首要任務是把卡級給解決掉,不然後續根本無法升級。’

  ‘唉,真是特麼勞累命……’

  正琢磨着接下來的計劃,邱睿兜裏的手機震動起來。

  掏出三防手機一看,他略微有些驚訝。

  咦,周衛海怎麼來電話了?

  “喂,周哥。”

  “邱先生,請問您現在還在泉城嗎?”

  “對啊,我還沒走。”

  “剛纔上級通知,上京那邊有件急事想請您火速去一趟,不知您時間上方不方便?”

  “這邊離上京倒是不遠,不過什麼事這麼急?”

  “上級沒有明說,只說您可能會感興趣,另外到抵達上京後,會有專人負責和您說明。”

  邱睿想了想。

  成吧,反正小兔子這幾天忙着考試又不能回窩,待會兒告訴她一聲就好。

  就是不知道部隊這是要做什麼,神神祕祕的……

  。

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