第67章可控核聚变技术
“方老,您能跟我说一说这个托克马克装置进行到哪一步了吗?”白辉问道。
方老点了点头,他说起眼前这个巨大装置的时候,眼睛都会微微露出明亮的光芒。
这个托卡马克装置,是方老一生最杰出的成就!
“我们龙国的托卡马克装置,现在已经能够做到在一亿摄氏度的环境下工作二十秒钟。看似很短,其实在世界上都已经属于十分先进的了。”
“而这其中,有三个十分巨大的困难。第一个,就是激光发射器,它是核聚变的点火装置,需要释放出高达一亿度的高温,十分难以制造。我们龙国现在的这个激光点火器,使用寿命太短了,根本不足以支撑核聚变长时间进行。”
“而第二个困难,就是磁控制线圈,它需要产生巨大的磁场用以约束等离子体,否则等离子体就会脱离束缚,发生不可控的事情。”
“第三个困难,就是托卡马克设备第一壁的材料问题。等离子体很难被掌控,即使有巨大的磁场束缚,它们总会有许多等离子体受热膨胀之后逃逸,而这些逃逸的等离子体,携带着巨大的能量,不断地轰击在第一壁上面。要知道,这可是温度高达一亿摄氏度的等离子体啊,这个世界上有什么材料能够承受的住它的轰击?”
“当然,在实际上托卡马克还有着许许多多的问题,不然它也不会让全世界的物理学家头疼了几十年。”
方老娓娓道来,他不断叹气,可控核聚变真的太难了。
白辉听完思考了一会儿,托卡马克装置看似已经是世界上最有可能实现可控核聚变的方法了。
但是在他看来,想要凭着托克马克装置在短时间之内突破可控核聚变,有点不太现实。
托卡马克装置,它的构造,就决定了本身一定会有许许多多的困难。
每一个困难都需要科学家花费无数时间去突破。
白辉心中已经有了一个想法,那就是放弃这个托卡马克模型。
因为它几乎不可能实现的了,至少在短时间之内。
哪怕白辉拥有系统实验室,能够节省无数时间来模拟验证。
他都不一定能够将可控核聚变研发出来。
那么要如何来实现可控核聚变呢?
核聚变是如何产生的?
首先要从它的原理说起,众所周知,核聚变就是两个较轻的原子核聚合到一起,形成一个较重的原子核,并且释放能量的过程。
因为原子核是带正电的,同性相斥,它们之间存在着巨大的斥力。
这才是核聚变难以实现的原因。
想一下,怎么样把两个带着斥力的原子核挤压到一起?
这就需要让两个原子核具备足够的能量,才有可能突破斥力聚合在一起。
比如我们平常玩的磁铁,如果没有外力干涉,它的同性磁极之间永远也不会粘在一起。
当我们足够用力的时候,这两个磁铁的同性磁极才会贴在一起。
那么,如何让两个原子核获得足够的能量,或者足够的速度呢?
托卡马克核聚变装置,原理就是利用激光将等离子体加热到一亿摄氏度,然后通过巨大的磁场控制等离子体,让它不会溢散出去击毁机器壁垒。
高温就是原子核获得能量的方式,温度越高,原子的运动速度也越快。
在高速的运动中,原子核不断撞击,核聚变反应产生了。
但是也恰恰是因为温度太高了,一些等离子体就会脱离磁场的束缚,撞击在第一壁上面,造成了一个严重的难题。
我们头上的太阳,核心温度一千八百万度,中心压力超过两千五百亿个地球大气压,并且它还在不断地发生着聚变反应。
在这种压力之下,氢原子核能够轻松的突破束缚,融合在一起,发生聚变反应,同时释放出巨大的能量。
根据e=mc^2的质能方程公式以及能量守恒定律,太阳每年释放出的巨大能量,需要损失质量430万吨。
这就是热核聚变!
那除了高温高压这个方法之外,还有没有其他的方法,引发核聚变呢?
在白辉脑海中那些庞大的知识海里面,二级文明并没有更高效的控制核聚变的方法。
他们也是利用磁场的能量,束缚原子核产生核聚变反应。
但是他们的核聚变模型十分的高效,比起托卡马克模型来说,他们的核聚变模型要先进了好几代。
他们甚至能够做到一米高的核聚变反应炉,能够将核聚变反应炉应用在各种宇宙飞船之上。
而地球文明的托卡马克模型,每一个都重达几万多吨。
并且世界各国还发起了一个iter项目,这是世界上最大的托卡马克装置。
它的重量,多达几十万吨。
白辉脑海中有一个二级文明的‘球型核聚变反应炉’,它利用磁场加速原子核,使它形成一个圆周运动,将这些原子核利用惯性束缚在球形体中,通过特殊的加热手段,让原子核达到聚变临界点,从而产生核聚变反应。
它能够做到非常非常小,最小的甚至只有十米大小。
当然,白辉现在不可能复制出这个‘球形核聚变反应炉’,他的脑海之中,只有相关的理论基础,却没有实际的图纸。
而且地球上面也缺少一些制造‘球形核聚变反应炉’的特殊材料。
这些材料才是核聚变技术的核心。
材料是制约着一个文明前进的枷锁,如果人类能够制造出承受一亿度高温的材料,那么核聚变反应算什么?
白辉心中已经隐隐有了想法,他知道托卡马克装置不太可行,即使真的利用托卡马克模型实现了核聚变,它的庞大体积和重量就已经让人望而却步。