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磁力约束实现核聚变的核心思路,其实并没有那么复杂。

核聚变在超高温和超高压状态下发生。

以后者为主的发生条件,虽然可能在宇宙中最为普遍,

但人类目前既无法做到,也没有可以畅想的实现方向。

那就只能以前者为主,不断尝试提高发生核聚变的物质的温度。

几千万度,几亿度。

然后,这时候,就出现了一个显而易见的问题。

如果只是为了让它爆炸,一瞬间发生核聚变,

那就不用管它。

但现在是要将它作为能源,就需要它持续发生聚变,

也就是说,始终维持在超过一亿度的温度。

这么高的温度,用怎么样一个容器去容纳它。

人类目前熔点最高的材料,也就能够承受三四千度,

显然和核聚变发生的上亿度,差了几个量级。

然后,而为了解决这个问题,一个天才般的创想就冒了出来。

以磁力约束超高温的等离子体,让它干脆在容器中,不和容器内壁接触。

以强磁场控制剧烈反应中的等离子体,同时以磁场加热等离子体温度和密度。

完美解决了,核聚变发生时温度过高的问题。

此刻,莫道眼前的EASt就是这种原理下的产物。

到这儿,似乎可控核聚变的问题,似乎都已经得到了解决。

——如果只是需要一个可以发生核聚变的玩具。

但问题是,人们想要用核聚变来发电。

就不得不面临,此刻可控核聚变最大的问题。

可控核聚变装置的自持率问题。

为了维持托卡马克装置中等离子体发生核聚变,同时约束这些等离子体的运动,

不让这些超高温的等离子体,将整个装置连着整个实验中心都烧出来一个洞。

现在的托卡马克装置开启的时候,都需要往其中提供大量的电力。

而现在,所有托卡马克装置,自己能够发出来的电,都不够自己维持核聚变用的。

也就说,从普遍意义上来讲,

现阶段的可控核聚变装置,不光是发不出来电,还得耗电。

而造成这种尴尬境地的原因,归根结底就在于,

托卡马克装置中,等离子体发生聚变的强度不够。

那为什么不提升强度呢。

因为现在托卡马克装置线圈能够提供的约束还不够。

而用超导材料制作线圈,倒是能够提高约束。

但现在,室温超导材料还未诞生,才过亿度的等离子体外边,

还得给超导线圈套一层维持零下一两百度温度的装置,设计难度可想而知。

而从另一个方向出发,

没办法大力出奇迹,那提高对等离子体运动规律的掌握,巧妙一些的将等离子体运动约束在一个固定的范围呢。

这就涉及到流体力学的内容,

而但凡对流体力学有些认知的,

都知道这是什么个状态。

有大量的近似公式,经验公式的存在。

这就意味着,人类目前对这方面的理论认知其实远远没有触及到本质规律的。

在有些地方,这种让传统物理学家有些恶心的经验公式还能够发挥作用,

但在可控核聚变中的等离子体运动的约束上,却有些不够了。

除此之外,

还有中子问题,

核聚变中失去约束的中子,会冲击托卡马克装置的第一壁,

往往会导致第一壁无法使用多久,就得报废。

同时也让,原本不应该出现辐射的可控核聚变,在现阶段的可控核聚变装置事实上会产生核污染材料。

在莫道前几世结束前,

事实上可控核聚变的研究中,对等离子体的约束时间已经达到很可观的程度。

按照寻常的道理,其实在等离子体的约束时间达到一定程度的时候,好像就应该能够间断的运行。

但实际上,

对等离子体的约束始终就没有完美过,

每次可控核聚变实验装置的运行,运行完一次,就是或多或少都被损坏了。

不是不想运行一定时间,然后过一段时间又再接着运行。

实际上,就是运行完一次就趴窝了,

得重新检修,维护,更换,才能再次运行。

于是,

在原理看起来相当完善的情况下,

想要真得实现大多数人期望中的,能够提供近乎无尽能源的可控核聚变。

只要继续往前延伸,就会发现,事实上还有无数艰难的问题横在前面。

就像是不断分叉的树状图,每一个核心问题后边还有若干问题。

……

在围绕着这个高达十一米的托卡马克装置再走了一阵过后,

莫道和作为导游的,洪教授带着的博士都先后再停了下来,

“其实这个玩意儿,看多了,也没有什么好看的。”

洪教授带得博士有些感慨地说道,

“现在这个,严格意义上来说,就只是一个用来验证高温等离子体约束的实验装置。和真正的可控核聚变堆差距还很远很远。”

“老实讲,别说是洪教授,我觉得我都不一定能够看到。”

莫道点了点头,也没有多说什么。

此刻,相比于这一世刚开始的时候,投入到相关领域的学习中后,

他对可控核聚变的研发,已经有了些更具体的认知。

这注定是一件极其艰难的事情。

如果细想一下就会发现。

他当时所思考的,提升生产力的三个方向,

也是在前几世重来前,也未彻底实现的,可控核聚变,通用人工智能,室温超导材料。

再加上航空航天等领域,

这些科技的发展,实际上是牵扯一起的。

某种程度上,材料领域没有关键突破,很大程度上影响了可控核聚变的实现,

不然,但凡有室温超导材料,可控核聚变实现过程中的许多问题都能够迎刃而解。

甚至夸张一点,要是有更好的材料,用力大砖飞的方式,都能实现可控核聚变。

通用人工智能也是一样,这方面技术如果能够突破,必然能够对等离子体约束产生极大的助力,

同样能够加快可控核聚变的实现。

而没有诞生可控核聚变,也相当程度,导致了航天领域因为运力和能源受限,发展缓慢甚至触及到了天花板。

而倒过来,要想真正彻底实现可控核聚变,大概率需要在多个领域实现突破。

莫道已经做好预期,可能要花费超过一世的时间,才能实现可控核聚变的突破。

而且,

这件事情,他还很难一个人完成。

可控核聚变是一个庞大的,系统性的工程。

或许他有一天,能够找到突破性的思路,来实现可控核聚变,

但可控核聚变装置的设计,制造,可控核聚变堆的设计……这些都是需要人的。

在这一世,甚至下一世,在这条实现可控核聚变的道路上,他都需要不少志同道合的人。

就像是,曾经的克尔纳的青年们。

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