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第二百七十六章 核聚变(上)

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是的,这东西,在技术进步到一定程度之前,确实是禁区,不仅无益,而且还会破坏原有的技术结构,引上错误的路线。

所以,魏槐一说这话,所有人都回忆起了当时的一幕,不禁乐出声来,当时的魏槐整整迷糊了一个礼拜,笑料多多。

“呵呵,别去研究那玩意,那东西在我们能自由操纵原子核前,没有意义,还会扭曲我们正常的研究方向。”洪森笑着说道。

“吃一堑长一智,坚决不去了,啥时候跟你一样进化了,啥时候再说。”魏槐挥着手里的扳手,用力的拧着螺丝,仿佛发泄着怨气。

“哈哈,不是不想死之前,不去碰了嘛?”罗德的笑声响亮,魏槐举着扳手,作势欲投,罗德马上就改口,“喂喂,别歪楼,胖子,继续你的核聚变。”

“靠,什么叫我的核聚变。”洪森翻个白眼,“我带回来的诱变剂,跟n4合金的制造方式类似,但制造难度级数更高,就是在埃兰,以那边现有的条件也不容易制造,所以我们的主要方式,还是热核聚变。”

所谓核聚变,就是质量小的原子,一般是氢的同位素,重氢,也就是氘,超重氢,也就是氚,在一定条件下,通常是高温高压,发生原子核聚合作用,生成质量更重的原子核,也就是氦,并伴随着巨大能量释放的一种核反应。

原子是有中子、质子、电子构成,质子带正电荷,同中子一起组成原子核,电子带负电,围绕着原子核以光速运转。

当四个氢(氘,氚)原子在高温下靠近,四个质子会撞在一起,其中两个会衰变,释放出两个反中微子和正电子,变成中子,这两个正电子会与原子核外的负电子相互湮灭,质量转化成两个γ射线的光量子被带走,剩下一共有两个中子,两个质子和两个电子,恰好形成一个氦原子。这就是氢-氦聚变,绝大多数恒星,都是通过这个反应发光发热的。

恒星核心巨大的压力和极高的温度,是中子质子可以转化重组的动力,人们制造的氢弹,同样也是这个原理,用原子弹的巨大爆炸威力,人工制造高温高压环境,强行把氢同位素挤压到一起,发生核聚变,由氢转化为氦,同时释放出巨大的能量。

但这都是不可控核聚变,如果要实现可控核聚变,问题就大了,首先起码要解决两个问题,一个是如何让原子核接触,一个是接触了如何反应,如果随随便便就反应,那我们拍拍手,就等于一场核爆炸了,人也是由原子组成的。

第一个问题,要原子核接触,就必须要克服电磁力,因为原子核外都是带有负极性的电子,同极性相斥,也就是说要让电子能够脱离原子核的束缚,原子核才能自由运动,这个问题不算很难实现,只要将反应体的混和气体加热到等离子态就行了,需要大约0万度的温度。

但第二个问题,就得克服库仑力,也就是同样带有正电荷的原子核之间的斥力,这个问题就不是那么简单的了,这需要原子核以极快的速度运行、碰撞才行。

不过科学家同样想出了办法,就是继续加温,模拟太阳,使得布朗热运动达到一个疯狂的水平,要使得原子核达到这样的运行状态,需要加热到上亿度的高温。

然后就简单了,氘氚的原子核以极大的速度,赤果果的发生了碰撞,生成了氦核还有一个中子,释放巨大的能量,经过一段时间之后,反应体就不需要外来能源的持续加热,核聚变本身的温度就足够使得原子核持续发生聚变。

这个过程只要氦原子核和产生的中子被及时排除,新的氚和氘的混合气被输入到反应体,核聚变就能持续下去,产生的能量一小部分留在反应体内,维持链式反应,大部分可以输出,作为能源来使用。

然后就要解决另外一个问题,我们把这一亿度的高温等离子体放哪里去?

实际上,前面两个问题,在技术到了今天,都好解决,只有最后这个问题,让我们的可控核聚变技术,耗费了半个世纪时间,并且估计还得几十年才能真正应用。

从核聚变出现,到现在已经有很多的控制设想,但今天认为有实现可能的大概有三种方式,超声波约束核聚变,激光约束(惯性约束)核聚变,磁约束核聚变。

在地球上,国际间认为最可能首先实现的控制技术,是最后一个,磁约束核聚变,也就是所谓的托卡马克装置。

由于原子核是带正电的,那么我的磁场只要足够强大,你就跑不出去,我建立一个环形的磁场,那么你就只能沿着磁力线的方向,沿着螺旋形运动,跑不出我的范围,而在环形磁场之外的一点距离,我可以建立一个大型的换热装置(此时反应体的能量只能以热辐射的方式传到换热体),然后再使用人类已经很熟悉的方法,把热能转换成电能就是了。

这是当年苏联科学家塔姆和萨哈罗夫提出的,这种方法相对于惯性约束,目前世界受控核聚变研究,也主要集中在这个领域上。

95年,由俄、日、米、欧,提出建立第一个实验性聚变反应堆,注意,不是托卡马克装置了,而是真正的反应堆,这是一大进步。但由于政治原因,经济原因,这个项目在国际上一直扯皮,直扯到2007年0月24日北京时间2∶5,国际热核聚变实验堆(iter)组织才在法国卡达拉舍(cada

ache)正式成立。

我国在这个领域有先天优势,首先我们有王淦昌先生这样一批理论上的大师,使我们的基础并不落后;其次,国家对能源的重视不是一天两天了,自956年的2年科学规划以来,核聚变研究已经进行了半个世纪,经验上不落后;然后,白云鄂博的稀土资源,让我们在超导工艺和激光技术上不落后,这是可控核聚变最重要的组成部分;第四,当年苏联解体,俄罗斯贱卖家底,我们得到了俄国的ht-7超托卡马克,我们机遇很好,跨越性的认识了这一系统;最后,国际扯皮,让国际热核聚变堆(iter)拖延了近20年,要是95年iter开始建立,怎么会有我国的事情。

目前,东方超环,位于合肥的east系统,是超托卡马克反应体部分,唯一能给iter提供实验数据的装置,他的结构和应用技术与规划中的iter完全一样,没有的仅仅是换能部分,从某种意义上,他就是iter主反应体大约

4的一个原型实验装置。

综上,不论是机遇,是优势,还是什么,我们在这个关乎人类生存的问题上,占有了一席之地。

(超级运气,完之后,咱一身白毛汗,希望能够良好发展下去,石油没了,煤没了,要是核能再不行,就完蛋了。)

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ps:关于冷核聚变的ps。声明,我在查核聚变资料时,也被这玩意吸引了,为此查了不少的资料,最后感觉这玩意,起码短期内只能是个假说,没根据的假说。如果有兴趣的朋友,可以弗莱西曼-庞斯实验,百度百科里有。不过去年有意大利物理学家安德烈-罗西,说是自己完成了冷核聚变实验,但到现在没下文,估计又是个局。但这里我还是感觉,日后天知道会有什么奇怪的东西出来,所以我也就大胆的假设了一下,兄弟们莫喷。

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