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第417章,可控核聚變的兩大難題

    實行可控核聚變有兩道難度:一個是如何核聚變的材料加熱到足夠高的溫度,核聚變需要上億度的高溫,這個問題目前科學家們已經解決,利用激光聚合產生上億度的高溫來解決這個問題。

    利用激光點火看似簡單,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,目前在該領域山姆大叔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。

    星河科技月球上面的這個核聚變實驗室也是同樣的道理,參照山姆大叔的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。

    而且相比起山姆大叔的國家點火裝置幾個小時才能進行一次點火實驗,星河科技的這個點火裝置能夠實現每秒點火10次,釋放10次脈沖。

    這個點火裝置,先是將外部的激光進行增強10000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5000萬億倍,最后聚焦到一個直徑為3毫米的氘氚核聚變燃料上,能夠產生超1億度的高溫,進而足以引發核聚變。

    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,光子是發散開的,太陽光照射在大地上,不會燒燃紙張,但是把光聚焦在一個點上就可以燒燃紙張了,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。

    但是解決了這個問題離實現可控核聚變還有一個非常漫長的過程,因為核聚變反應時的溫度非常的高,上億度的高溫足以媲美太陽內核的溫度,我們那什么來制造核聚變反應堆?

    要知道現在科學家研究出來的最耐高溫的材料是五碳化四鉭鉿,熔點高達4200多度,可是這點溫度和上億度的高溫相比,根本就微不足道。

    最耐高溫的材料在這樣的高溫下也會直接被氣化,成為最基本的離子態,這核聚變反應堆的問題才是真正困擾著科學家們的難題。

    可控核聚變技術可不同于氫彈技術,氫彈只管破壞,有原子引爆就可以了,剩下的巴不得威力越大越好呢。

    可是這可控核聚變,想要控制這核聚變,控制這龐大的能量,科學家們就必須想辦法解決這恐怖的高溫問題。

    在解決問題之前,首先要知道熱的傳導方式,熱傳導、熱輻射和熱對流這三種。

    熱傳導是介質內無宏觀運動時的傳熱現象,其在固體、液體和氣體中均可發生,但嚴格而言,只有在固體中才是純粹的熱傳導,而流體即使處于靜止狀態,其中也會由于溫度梯度所造成的密度差而產生自然對流,因此,在流體中熱對流與熱傳導同時發生。

    熱輻射是物體由于具有溫度而輻射電磁波的現象,一切溫度高于絕對零度的物體都能產生熱輻射,溫度愈高,輻射出的總能量就愈大,短波成分也愈多。

    熱輻射的光譜是連續譜,波長覆蓋范圍理論上可從0直至∞,一般的熱輻射主要靠波長較長的可見光和紅外線傳播,由于電磁波的傳播無需任何介質,所以熱輻射是在真空中唯一的傳熱方式。

    熱對流又稱對流傳熱,指流體中質點發生相對位移而引發的熱量傳遞過程,熱對流只在流體之中發生。

    知道了熱的三種傳遞方式,科學家們也是設想出來幾種用來控制上億度高溫的方法。

    目前地球科學家提出過好多種用來控制核聚變的方法,其中有超聲波核聚變控制法、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,“超導托卡馬克”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速旋轉,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“超導托卡馬克”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,而超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。

    秦毅看著眼前這個巨大而復雜的點火裝置,腦海中想了很多,科技塔之中有很多實現核聚變的方法。

    像空間控制法、冷凍法、重力約束法等等,空間控制法設計到的是空間科技,因為熱輻射是真空之中唯一的傳導方式,所以利用空間科技可以非常簡單的將上億度的溫度給控制起來。

    至于冷凍法也就是傳送之中的冷核聚變技術,這個技術比起熱核聚變技術更是高了一個等級,實在是太過遙遠。

    重力約束法,就是將核聚變的燃料送入一個球形的立體空間之中,然后對立體控制施加強大的重力,依靠強大的重力約束其中上億度的能量,同時還可以根據需要對能量進行引導,用作各種用途。

    這對于目前的星河科技的水平而言,離的最近的,最有可能實現的就是這個重力約束法,因為已經掌握和利用了反重力技術,要研究出重力技術來,還是有可能實現的。

    而且重力技術非常重要,它不僅僅可以用來控制核聚變,還可以用來給飛船增加重力,要知道在太空之中是沒有重力的。

    人類長期處于這樣的環境下,骨骼都會慢慢的流逝鈣質,回到地球之后,極有可能會癱瘓掉,成為廢人。

    而宇宙太過浩瀚,太過廣袤,即便是離地球最近的半人馬座星系也有4.3光年,如此遙遠的距離,在星際宇宙之中航行起來的時間就會非常的漫長。

    所以用于宇宙航行的宇宙飛船、宇宙戰艦就必須要重力生成裝置,讓飛船上的人能夠生活在重力的環境之下,盡可能的模擬出地球上的環境,這樣才能夠盡可能的減少各種各樣問題的出現。

    現在正好研究核聚變技術也需要用到重力技術,可謂是一舉多得。

    如果能夠研究出重力技術,未來航行星際宇宙的宇宙飛船、宇宙戰艦就擁有了超強的能源心臟,核聚變產生的強大能量足以讓宇宙飛船、宇宙戰艦永遠都不需要為能量的問題發愁。

    而飛船上能夠安裝重力生成裝置的話,飛船也是可以擁有重力,生活在飛船上面就會和生活在地球上沒有太大的區別,非常利于在星際宇宙之中進行長時間的航行,大大減少虛空綜合征的出現,保護健康。

    為了研究重力技術,秦毅早在幾年之前就已經將相關的技術從科技塔之中拿出來,研究反重力技術的同時,也是成立了相應的重力研究實驗室,盧慶偉就是這個實驗室的負責人。

    他既是反重力領域的專家,同樣也是重力技術領域的專家,在月球這邊帶著龐大的科學團隊秘密研究重力技術和可控核聚變技術。

    這星際采礦雖然有技術難度,但是秦毅根本就沒有必要將盧慶偉安排過去,他是一個人才,是秦毅當初從國家的重大項目之中挖出來的高尖端人才。

    真正的作用自然是和楊洪巖、張建他們一樣放在科研上面,至于管理公司和企業,交給職業經理人去做就可以了,根本就沒有必要浪費了盧慶偉這樣的人才。

    這一切都是為了掩人耳目,為了方便經常往返月球,往返這個位于月球的實驗室進行科學研究。

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