大漢科技帝國第153章,核聚變_宙斯小說網
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第153章,核聚變


更新時間:2016年07月09日  作者:牛家一郎  分類: 科幻 | 超級科技 | 牛家一郎 | 大漢科技帝國 


這有了自己的小王國,自然是要大干一番,以前很多不敢搞的實驗,現在想搞就搞!

未來基地,科研區,以前很多在國內受到各種限制,不敢進行的實驗設備和裝置正在這里悄然的進行之中。

科研區一處相對比較偏僻的地方,一個占地足足有十個籃球場大小的實驗建筑,建筑的樓頂全部是綠色的放佛電路板一樣的東西光學板。

這里四周的樹木不像別的地方,高大茂密,過一定高度的樹木全部被砍伐掉!

而且這里還布滿了劉清泉層層刻畫的元力法陣,一處處法陣激蕩的能量波動,異常的明顯。

這里是劉清泉領隊,3級科學家江志鵬、莫青冥以及天才般的來自海外的華人科學家布魯斯李共同參與,2oo多名2級科學家,6oo名1級科學家,外加2oo頂級的建筑工程師,如此豪華龐大的科研團隊共同設計和完成!

這里是清泉科技用來研究核聚變的實驗室!

是的,清泉科技直接越過了核裂變的研究過程,直接上馬核聚變研究!

核裂變和聚變是兩個完全不同的研究課題,核聚變,又稱核融合,是指由質量小的原子,比方說氘和氚,在一定條件下如高溫和高壓,生原子核互相聚合作用,生成中子和氦4,并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。

原子核中蘊藏巨大的能量,根據質能方程emc2,原子核之靜質量變化質量虧損造成能量的釋放。

如果是由重的原子核變化為輕的原子核,稱為核裂變,如原子彈爆炸;如果是由較輕的原子核變化為較重的原子核,稱為核聚變,如恒星持續光熱的能量來源。

相比核裂變,核聚變的放射性污染等環境問題少很多,如氘和氚之核聚變反應,其原料可直接取自海水,來源幾乎取之不盡,因而是比較理想的能源取得方式。

另外就是對清泉科技眾人而言,想要獲得核聚變的原材料還是非常簡單的,從海水就能夠提取出來,但是核裂變需要的重原子核材料,比如鈾或者钚,這些材料可是有錢都買不到,而且購買這些材料肯定是會被其他國家給現。

所以清泉科技的眾人一致決定直接上馬核聚變研究!

核聚變相比核裂變具有很大的優勢,先就是前面提到的原材料的獲取要更加的簡單易得,全球的儲量非常驚人,月球上還有大量的he3;其次核聚變釋放的能量比核裂變釋放能量的要大的多,反應放能效應極高,理論上來說只有正反物質湮滅釋放的能量比它高;產物無污染,不具有放射性等等諸多優點!

既然核聚變具有如此多的優點,那為何全球目前還沒有一座真正投入使用的核聚變反應堆呢?要知道全球的核裂變電站可是多達幾百個。

核聚變有著自己天然的限制,而且這個限制一直困擾住科學界整整半個多世紀!

核裂變需要的反應條件非常弱,天然的鈾礦在常溫的自然條件下就可以生衰變。但是相比于核裂變過程來講,核聚變最麻煩的反應條件就是需要瞬間上億度的高溫才能引起核聚變反應,而如此高的溫度是用傳統加熱方法所無法達到的。

人類研制氫彈時,對于該問題給出了解決方案:用核彈引爆氫彈!即通過核彈引爆得到達到核聚變反應的溫度,從而引起核聚變使得氫彈爆炸,因此氫彈內部是有一個小型核彈的。

但是這樣的核聚變是不可控,對于人類來說只能用來破壞,并無任何其他的用途,真正想要實現和核裂變一樣,對核聚變的全過程進行控制,還需要解決2大難關!

第一,怎么將核聚變的原料加熱到這么高的溫度?核聚變需要的溫度高達上億度!

第二,將核聚變的原料加熱到這么高的溫度以后拿什么來裝它?上億度的高溫足以媲美太陽的溫度,可以燒融一切!

人類科學家核聚變的研究始于上個世界5o年代,最開始肯定是造氫彈,后面研究怎樣去實現可控核聚變,因為可控核聚變對于人類來說意義實在是太重大的,解決人類能源問題的希望就在于此。

對于可控核聚變遇到的兩個難題,目前都有了一些研究成果,清泉科技眾人自然是前人栽樹后人乘涼,緊跟在他們的后面,同時劉清泉也積極參考阿爾法人早期對核聚變的研究成果,兩者互相融合!

對于第一個難題,怎樣將核聚變的原料進行加溫到上億度,這一點清泉科技眾人還是參照了地球目標科學家的研究思路,阿爾法人加熱的方法太過于脫離現在的科技水平了,目前完全學不來!

關于如何加熱,從上個世紀的6o年代開始,激光器的明,為如何將物質加熱到極高能量這一問題打開了思路。

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”目前能夠將192個激光器聚焦于同一點。

清泉科技這個核聚變實驗室也是同樣的道理,參照美國國家點火裝置建設而成,能夠將365個激光束聚焦于同一個點上,瞬間產生上億度的高溫,足以點燃核聚變的材料。

而且相比美國國家點火裝置幾個小時才能進行一次點火實驗,清泉科技的這個點火裝置能夠實現每秒點火1o次,釋放1o次脈沖!

清泉科技的點火裝置,先是將外部的激光進行增強1oooo倍,接著將一束激光分裂為2束激光,2束激光再分裂成4束,就這樣一步步最后分裂成了365束光束,分裂的過程中不斷的對光束進行增強,其總能量增加到剛剛開始能量的5ooo萬億倍,最后聚焦到一個直徑為3毫米的氘氚核聚變燃料上,能夠產生1億度的高溫,壓力過1ooo億個大氣壓,進而足以引核聚變!

也許有人就會問了,這得要需要多么龐大的能量才能將它給點火啊?

激光的光子都是定向的,不像一般的光源,光子是散開的,你想太陽照在大地上,不會燒燃紙張,但是把光聚焦,那在一個點上,能量就更大,就可以燒燃紙張了,道理是相同的。

激光是能量高度集中,但其中蘊涵的能量不一定就很大,耗能并不會太恐怖!

好了第一個問題得到了解決,我們依靠激光技術能夠創造核聚變所需要的條件,能夠點燃核聚變燃料,那么可控核聚變下一個難點是用什么裝置來裝下這高達上億度的核聚變反應?

目前地球科學家提出過好多種用來控制核聚變的方法,其中有聲波核聚變控制法、激光約束控制法、慣性約束控制法、磁約束控制法等等。

其中可行性最高的是磁約束控制法,“導托卡馬克”裝置的研制就是為了實現能夠將上億度的物質存放其中,具體的原理非常的簡單,高中的物理學課本就有提到,是通過將這些物質約束在一個密閉的環中使其高旋轉,來將其固定在一個密閉的空間中,從而實現了變相的盛放。

看起來好像核聚變的兩大的難關,地球人早就已經解決了,但是目前還有一個更加嚴重的問題,那就是這兩種分別針對兩個難點的方案,完全沒有辦法使其結合起來!

也就是以地球目前的水平,只能將核聚變燃料給點燃或者是使用“導托卡馬克”將起裝起來,但是將幾百束激光集中于一個如此之小的點,難度非常大!

需要聚變物質靜止于指定的標靶位置等待加熱,點燃,而導托卡馬克裝置則屬于磁約束過程,如果聚變物質靜止下來,則無法在磁場中受到相應的洛倫茲力等作用從而被約束在一個指定的密閉空間當中。

所以地球上的科學家雖然已經解決了核聚變的兩大難題,但是還是沒辦法實現可控核聚變,這兩種方案只能在對一個問題的解決占有極大優勢的情況下想辦法去解決另一問題。

對于第二個難題,清泉科技眾人自然是要向阿爾法人取經,阿爾法人會用什么用的辦法來控制上億溫度的核聚變?

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