第677章 核聚变技术(1 / 2)
为了应对福音战士世界的挑战,莫歌寄希望于核聚变技术,而为了实现核聚变在某种程度上的稳定可控,莫歌希望可以从人类的可控核聚变技术体系中寻找自己所需要的东西。
核聚变,是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变,这种反应在太阳上已经持续了50亿年。
而可控核聚变,也被称之为人造太阳,与利用核裂变制造的高温高压来产生核聚变的氢弹不同。人类希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。
早在1933年,核聚变的原理就被提出,而5年后,改变世界格局的核裂变才被发现。原因在于核聚变反应的原理很简单,很好理解,只不过实现起来对于当时的人类技术水准几乎是不可能的。
第一步,作为反应体的混合气必须被加热到等离子态也就是温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚,原子核能自由运动,这时才可能使得原子核发生直接接触,这个时候,需要大约10万摄氏度的温度。
第二步,为了克服库仑力,也就是同样带正电荷的原子核之间的斥力,原子核需要以极快的速度运行,得到这个速度,最简单的方法就是继续加温,使得布朗运动达到一个疯狂的水平,要使原子核达到这种运行状态,需要上亿摄氏度的温度。
然后就简单了,氚的原子核和氘的原子核以极大的速度,赤裸裸地发生碰撞,产生了新的氦核和新的中子,释放出巨大的能量。经过一段时间,反应体已经不需要外来能源的加热,核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除,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。
看起来很简单是吧,只有两个问题需要解决,首先就是如何获得如此高的温度,其次就是要把这个高达上亿摄氏度的反应体放在哪里。
为了解决第一个问题,人类想到了利用核裂变弹的爆炸来对处于中心的氢燃料进行极限的加压加热,于是氢弹就诞生了。
而第二个问题却比第一个还要困难无数倍,要解决这一问题,首先利用核裂变爆炸引燃核聚变的方式就不可取,这就是为什么一槌子买卖的氢弹已经制造了50年后,人类还没能有效的从核聚变中获取能量的唯一原因。
终究,人类还是很聪明的,两种约束高温反应体的理论诞生了。
一种是惯性约束。这一方法把几毫克的氘和氚的混合气体装入直径约几毫米的小球内,然后从外面均匀射入激光束或粒子束,球面内层因而向内挤压。球内气体受到挤压,压力升高,温度也急剧升高,当温度达到需要的点火温度时,球内气体发生爆炸,产生大量热能。这样的爆炸每秒钟发生三四次,并持续不断地进行下去,释放出的能量就可以达到百万千瓦级的水平。
另一种就是磁力约束,由于原子核是带正电的,那么只要外界的磁场只要足够强大,原子核就会被束缚住跑不出去,建立一个足够强大的环形磁场,那么原子核就只能沿着磁力线的方向沿着螺旋形运动,跑不出限定的范围,而在环形磁场之外的一点距离可以建立一个大型的换热装置将反应体释放的能量转化为材料的内能热能,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。
世界受控核聚变研究,主要集中在这两个领域之上。
显然,莫歌不可能想出什么超出这两者的其他方式,那些被虏获的相关专家估计也是如此。
而很明显,惯性约束主要采取激光加热的方式对于莫歌来说也缺乏实现的基础,反而是磁力约束的方式对他来说正是老本行。
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