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第337章 可控核聚变

作者:风啸木 字数:2413 更新:2023-02-08 00:35:54

航空航天事业群总裁鲁金铭,材料研究院负责人冯云德,陆续走进周宇的办公室。

还有两个人也来到周宇的办公室。

这两个人是材料研究院高温材料科学家许瑞,基础科学研究院核物理理论科学家钟海洋。

周宇看着许瑞,再次郑重的询问道:“许科学家,你确定要跟随航天员去太空实验室吗?”

他接到许瑞申请去太空实验室搞研究,才把这些人共同招集起来,一起讨论这个事件,因为许瑞的研究成果太过于重要。

这个研究成果的成败,关乎着星火科技可控核聚变技术。

许瑞郑重的说道:“我必须要亲自到太空实验室观察材料成型的过程,真的是非去不可。

哪怕中微子通信以光速传递信息,地球和太空实验室是有通信延时,实验过程瞬息发生变化,我们根本来不及下达命令。”

冯云德也介绍道:“可控核聚变反应堆制作材料,极限材料制造过程中,受到环境和原材料内无法剔除的杂质影响,整个反应过程非常多变。

必须要根据材料实际情况,操作量子计算机程序,控制反应过程的变化。

这种材料无法在地面制造,只能通过核力工厂制造,必须要派人去太空实验室。

普通人还无法操作,必须是这个项目的研发人员。

周总您提出这个材料的理论设计,参与这个项目研制过程,只有我和许科学家。”

周宇把目光看向钟海洋,他的意见才是决定许瑞是否上天的重要参考。

钟海洋叹了口气道:“现在核聚变项目已经停滞,所有理论工作已经演算完毕,只差正是制造核聚变反应堆。

制造核聚变反应堆,现在欠缺最关键的材料,它需要耐受5000万摄氏度的高温,还要承受核聚变反应时的巨大压力。

才能让我们所设计的核聚变反应循环往复进行下去。

这个条件极为艰难,太阳中心的温度才2000万摄氏度左右。

这是因为太阳中心内的物质密度非常高,压力也十分庞大,进行热核反应需要的温度就要低很多。”

钟海洋展示出简要的核聚变反应原理,同时介绍道:“现在国际主流的核聚变是用托卡马克装置实现。

它本质就是一个巨大的电磁场,通过电磁场压缩氘、氚元素组成的离子团。

当压力、密度、温度达到合适的条件,就开始进行核聚变反应。

这只是一个较为成熟的理论,但想要组成这个电磁场太难,需要攻克很多难关,还要保证核聚变装置的安全。

最关键是它的反应过程不好控制,这么长时间都没有研发出来可控的核聚变反应技术。

我们公司核聚变反应的思路,完全就是传统思路,只要找到一个可以承受核聚变反应过程释放的超高温和超强压力。

用这种极限材料组成核聚变反应堆,那就能实现核聚变反应。

这个核聚变技术实现方式非常简单,它唯一的难点就是这种极限材料的制作。

这种材料强度非常高,如果能承受核聚变反应发生的环境。那这种材料完全可以放在太阳中心而不被融化。”

钟海洋说话的时候,他还用3d动态图画展示着核聚变的过程。

这是由极限材料组成的反应堆,反应堆内部有很多由极限材料制造,中空的拇指粗细圆柱体长棒。

想要发生核反应,第一步需要将氦-3组成的混合气体加热到等离子态。

选取氦-3作为热核反应的原料,主要是因为氦-3发生热核反应过程不会释放中子,不会造成辐射。

100吨氦-3便能提供全世界使用一年的能源总量。

温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚,让原子核能自由运动。

这时才可能使裸露的原子核发生直接接触,这就需要达到大约10万摄氏度的高温。

第二步,由于所有原子核都带正电,同种电荷会发生排斥,两个原子核要聚到一起,必须克服强大的静电斥力。

两个原子核之间靠得越近,静电产生的斥力就越大,只有当它们之间互相接近的距离达到大约万亿分之三毫米时,强相互作用力才会起到明显作用,把它们拉到一起,组成新的原子核,从而放出巨大的能量。

要实现这一步,必须要有足够大的压力,和原料组成的密度也要非常高。

热核反应达成的条件,就是需要适合的压力、材料密度和温度。

为了克服带正电子原子核之间的斥力,原子核需要以极快的速度运行,要使原子核达到这种运行状态,就需要继续加温。

在核聚变反应堆的压力和材料密度条件下,需要把核聚变材料加热到5000万摄氏度。

使得粒子布朗运动达到一个疯狂的水平,温度越高,原子核运动越快。以至于它们没有时间相互躲避。

三个氦-3组成的原子核融合成一个碳原子核,在这个过程释放强大的能量。

反应堆经过一段时间运行,内部反应体已经不需要外来能源的加热,核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。

这个过程只要将碳原子核及时排除出反应堆,并及时将新氦-3离子气体输入到反应堆内,核聚变就能持续下去。

核聚变产生的能量一小部分留在反应体内,维持热核反应,绝大部分能量都通过温差发电机转化为电能。

周宇看着钟海洋播放的资料,这就是星火科技准备研发的可控核聚变。

就像钟海洋说的那样,这种可控核聚变技术路径,实现的原理不复杂。

以前没有人采用这种方式,就是这种方式在以前简直是天方夜谭。

一种材料要承受高达5000万摄氏度的高温,并承受核聚变反应释放的庞大能量。

这种极限材料,在以前根本没有可能成功。

只有星火科技的太空工厂,通过合理加工技术,按照复杂的原子间排列,加工出几乎没有缝隙的高密度材料。

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这种极限材料才能作为核聚变反应发生的场所。

“许科学家的提议让人动心,氦-3热核反应堆是未来必须要攻克的技术。”

周宇感慨了一句,他看向鲁金铭询问道:“许瑞科学家作为一个没有经过严格训练的人,他是否可以乘坐航天飞机,安全到达太空实验室。”

鲁金铭自信满满的回应道:“周总,只要控制航天飞机的飞行功率,完全可以搭载普通人。

我们对航天员进行身体强化改造,主要是为了让航天员适应在太空中的长期生活。

短时间往返太空,只要身体没有缺陷,任何人都可以做到。”

周宇听到鲁金铭的保证,表情严肃的吩咐道:“许科学家辛苦了,正式启动可控核聚变项目。”

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