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第318章 這必然是艱難的過程


磁力約束實現核聚變的核心思路,其實并沒有那么復雜。
  核聚變在超高溫和超高壓狀態下發生。
  以后者為主的發生條件,雖然可能在宇宙中最為普遍,
  但人類目前既無法做到,也沒有可以暢想的實現方向。
  那就只能以前者為主,不斷嘗試提高發生核聚變的物質的溫度。
  幾千萬度,幾億度。
  然后,這時候,就出現了一個顯而易見的問題。
  如果只是為了讓它爆炸,一瞬間發生核聚變,
  那就不用管它。
  但現在是要將它作為能源,就需要它持續發生聚變,
  也就是說,始終維持在超過一億度的溫度。
  這么高的溫度,用怎么樣一個容器去容納它。
  人類目前熔點最高的材料,也就能夠承受三四千度,
  顯然和核聚變發生的上億度,差了幾個量級。
  然后,而為了解決這個問題,一個天才般的創想就冒了出來。
  以磁力約束超高溫的等離子體,讓它干脆在容器中,不和容器內壁接觸。
  以強磁場控制劇烈反應中的等離子體,同時以磁場加熱等離子體溫度和密度。
  完美解決了,核聚變發生時溫度過高的問題。
  此刻,莫道眼前的EAST就是這種原理下的產物。
  到這兒,似乎可控核聚變的問題,似乎都已經得到了解決。
  ——如果只是需要一個可以發生核聚變的玩具。
  但問題是,人們想要用核聚變來發電。
  就不得不面臨,此刻可控核聚變最大的問題。
  可控核聚變裝置的自持率問題。
  為了維持托卡馬克裝置中等離子體發生核聚變,同時約束這些等離子體的運動,
  不讓這些超高溫的等離子體,將整個裝置連著整個實驗中心都燒出來一個洞。
  現在的托卡馬克裝置開啟的時候,都需要往其中提供大量的電力。
  而現在,所有托卡馬克裝置,自己能夠發出來的電,都不夠自己維持核聚變用的。
  也就說,從普遍意義上來講,
  現階段的可控核聚變裝置,不光是發不出來電,還得耗電。
  而造成這種尷尬境地的原因,歸根結底就在于,
  托卡馬克裝置中,等離子體發生聚變的強度不夠。
  那為什么不提升強度呢。
  因為現在托卡馬克裝置線圈能夠提供的約束還不夠。
  而用超導材料制作線圈,倒是能夠提高約束。
  但現在,室溫超導材料還未誕生,才過億度的等離子體外邊,
  還得給超導線圈套一層維持零下一兩百度溫度的裝置,設計難度可想而知。
  而從另一個方向出發,
  沒辦法大力出奇跡,那提高對等離子體運動規律的掌握,巧妙一些的將等離子體運動約束在一個固定的范圍呢。
  這就涉及到流體力學的內容,
  而但凡對流體力學有些認知的,
  都知道這是什么個狀態。
  有大量的近似公式,經驗公式的存在。
  這就意味著,人類目前對這方面的理論認知其實遠遠沒有觸及到本質規律的。
  在有些地方,這種讓傳統物理學家有些惡心的經驗公式還能夠發揮作用,
  但在可控核聚變中的等離子體運動的約束上,卻有些不夠了。
  除此之外,
  還有中子問題,
  核聚變中失去約束的中子,會沖擊托卡馬克裝置的第一壁,
  往往會導致第一壁無法使用多久,就得報廢。
  同時也讓,原本不應該出現輻射的可控核聚變,在現階段的可控核聚變裝置事實上會產生核污染材料。
  在莫道前幾世結束前,
  事實上可控核聚變的研究中,對等離子體的約束時間已經達到很可觀的程度。
  按照尋常的道理,其實在等離子體的約束時間達到一定程度的時候,好像就應該能夠間斷的運行。
  但實際上,
  對等離子體的約束始終就沒有完美過,
  每次可控核聚變實驗裝置的運行,運行完一次,就是或多或少都被損壞了。
  不是不想運行一定時間,然后過一段時間又再接著運行。
  實際上,就是運行完一次就趴窩了,
  得重新檢修,維護,更換,才能再次運行。
  于是,
  在原理看起來相當完善的情況下,
  想要真得實現大多數人期望中的,能夠提供近乎無盡能源的可控核聚變。
  只要繼續往前延伸,就會發現,事實上還有無數艱難的問題橫在前面。
  就像是不斷分叉的樹狀圖,每一個核心問題后邊還有若干問題。
  ……
  在圍繞著這個高達十一米的托卡馬克裝置再走了一陣過后,
  莫道和作為導游的,洪教授帶著的博士都先后再停了下來,
  “其實這個玩意兒,看多了,也沒有什么好看的。”
  洪教授帶得博士有些感慨地說道,
  “現在這個,嚴格意義上來說,就只是一個用來驗證高溫等離子體約束的實驗裝置。和真正的可控核聚變堆差距還很遠很遠。”

  “老實講,別說是洪教授,我覺得我都不一定能夠看到。”
  莫道點了點頭,也沒有多說什么。
  此刻,相比于這一世剛開始的時候,投入到相關領域的學習中后,
  他對可控核聚變的研發,已經有了些更具體的認知。
  這注定是一件極其艱難的事情。
  如果細想一下就會發現。
  他當時所思考的,提升生產力的三個方向,
  也是在前幾世重來前,也未徹底實現的,可控核聚變,通用人工智能,室溫超導材料。
  再加上航空航天等領域,
  這些科技的發展,實際上是牽扯一起的。
  某種程度上,材料領域沒有關鍵突破,很大程度上影響了可控核聚變的實現,
  不然,但凡有室溫超導材料,可控核聚變實現過程中的許多問題都能夠迎刃而解。
  甚至夸張一點,要是有更好的材料,用力大磚飛的方式,都能實現可控核聚變。
  通用人工智能也是一樣,這方面技術如果能夠突破,必然能夠對等離子體約束產生極大的助力,
  同樣能夠加快可控核聚變的實現。
  而沒有誕生可控核聚變,也相當程度,導致了航天領域因為運力和能源受限,發展緩慢甚至觸及到了天花板。
  而倒過來,要想真正徹底實現可控核聚變,大概率需要在多個領域實現突破。
  莫道已經做好預期,可能要花費超過一世的時間,才能實現可控核聚變的突破。
  而且,
  這件事情,他還很難一個人完成。
  可控核聚變是一個龐大的,系統性的工程。
  或許他有一天,能夠找到突破性的思路,來實現可控核聚變,
  但可控核聚變裝置的設計,制造,可控核聚變堆的設計……這些都是需要人的。
  在這一世,甚至下一世,在這條實現可控核聚變的道路上,他都需要不少志同道合的人。
  就像是,曾經的克爾納的青年們。


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