託卡馬克裝置雖然被認爲是目前世界上最有希望成功的可控核聚變裝置之一,甚至就連那個“之一”或許都可以去掉,但是這並不代表這種裝置就沒有缺點。
最大的問題恰恰是因爲託卡馬克的運作原理:外部線圈和等離子體電流產生的磁場耦合一起約束等離子體。
這樣的設計非常微妙,真實情況中,磁場不可能均勻分佈,隨着強度提高,不均勻磁場處的正負電荷就會分離,正負一分開,就會形成電場,電場就會加入這個微妙系統的角逐,對帶電氣流粒子產生影響,等離子體就跟着變,進而感應電流也跟着變,這樣磁場又得進一步變化,所以一旦出現擾動,瞬間就會放大。
輔助加熱裝置和聚變產物,又是不可避免的干擾,這對系統抗干擾要求非常高。
這就導致在初始狀態還未發生多少聚變反應的時候,整個系統看起來既簡潔又穩定,但是一旦聚變開始在微觀層面發生,整個系統的穩定性很快就變得難以維序,自然也就很難真正達到點燃核聚變的程度。
而對於莫歌來說,或許這些干擾因素還不是最主要的問題,反而是託卡馬克的另外一個缺點對於莫歌來說是不可忽視的。
託卡馬克的基本技術要點之中,最關鍵的就是要產生超強的縱向磁場,以此將等離子體拘束在一個有限的閉環之內,看似簡潔對稱的結構也正來源於此。
當然這對於整個系統的運行是至關重要的,否則超高溫的等離子體根本沒有任何容器可以盛裝,但是從另一個角度來看,這個縱向磁場除了完成等離子體塑形之外其實對於加熱等離子體之類的工作毫無幫助,真正用於等離子加熱的歐姆加熱和中性粒子注入之類,都是由其他部件和設備來完成的。
所以從單純要將等離子加熱到產生核聚變反應來說,縱向磁場的存在並不是那麼不可或缺,但是這部分線圈恰恰又是在託卡馬克裝置中耗能最大的部分。
如今,莫歌受限於實際條件已經很難繼續提升等離子反應體的溫度,畢竟人類最普遍採用的中性粒子注入加熱方式莫歌並沒有辦法憑藉自己的能力獨立完成,他用得最溜的無疑是歐姆加熱,即是利用等離子體本身的電阻和內部的感應電流來進行加熱。
但是這種加熱方式在託卡馬克裝置中是有極限的,原因在於歐姆加熱實際上是外電場對電子做功,首先加熱電子,隨後因電子和離子的碰撞而加熱離子。由於等離子體中電流密度的大小受穩定性條件的限制,而電阻率又隨電子溫度的升高而劇降,所以歐姆加熱雖方便且經濟,但是侷限性也很不小。
在很多等離子加熱方式沒有外部設備很難實現的情況下,又受限於託卡馬特的穩定性要求,以及託卡馬克裝置在縱向磁場上的巨大投入,在所有這些限制條件的共同影響下,起碼以莫歌如今所能產生的電能和磁場是很難真正點燃核聚變火焰了。
當然所有這些問題都是以託卡馬特裝置爲基礎展開的討論,這似乎證明了託卡馬特裝置對於莫歌來說也是一條死路。
如此一來,仿星器已經因爲製造難度被排除,託卡馬克大概也很難走得通了,難道就沒有別的路子了嗎?
考慮到五人科研小組這輩子是別想逃離莫歌的魔掌了,畢竟莫歌是絕不會允許自己的詳細情況被透露出去,在能夠確保自身信息絕不會被人類世界獲知的情況下莫歌一咬牙將自己在電磁方面的能力進行了相對深入的說明,再經過與五人科研小組的深入討論,終於再次找到了一個可以嘗試的路子。
反場箍縮磁約束聚變試驗裝置。
這名字是不是一聽就特別高大上,不過名字太長我們還是簡單稱之爲反場箍縮裝置好了。
這東西最大的特點在於,用於約束等離子體的縱向磁場和極向磁場基本上都由等離子體電流提供,這一方面去除了託卡馬克的縱向磁場額外消耗,同時也使得它的內部等離子體自組織行爲非常豐富。
它的優點在於歐姆加熱工作範圍很寬,有望單純依靠等離子體自身電流直接用歐姆加熱這種最有效的加熱手段達到預期溫度,實現點燃核聚變火焰而不需要輔助加熱。
這類系統結構更爲簡單,個頭小了很多,而且沒有了輔助加熱對穩定性的影響,這等於開車不用拐彎使勁踩油門就行。
當然這玩意老美其實也研究了有些時候,卻依舊沒有太多拿得出手的結果,五人科研小組也沒有專研這方面的專家,不過基本原理大家還是能夠說個差不離的。
反場箍縮裝置的外形基本結構依然是環狀,也同樣是無數線圈纏繞,看起來沒啥特別,對於已經親手製造了不知道多少個託卡馬特裝置試驗型號的莫歌來說不是太難的事。
然而實際上這東西在基礎原理方面存在着很多問題,簡單來說就是人類根據某些等離子體現象做出了基礎設計,但是很多在反場箍縮效應中起到根本性作用的機制原理卻搞不清楚。
比如等離子體的反場狀態到底是如何產生的?
還有反場箍縮歐姆加熱的是電子,但是導致的離子溫度提升卻高於電子溫度,這種反常的離子加熱機制也是讓人滿頭霧水。
不過對於莫歌來說,這些問題也並不是非要搞清楚不可,實際上就連之前的託卡馬克,他更多也是一個執行者,很多細節技術問題依然要靠五人科研小組來解決。
現在改換爲反場箍縮裝置的道路,對他來說無非考驗的依然是動手能力而已。
而在實際動手能力和真正展開試驗方面,莫歌其實擁有着獨特的優勢。
一者是製造設備方便,對於人類來說或許要好幾年才能製成各零部件並且拼湊出完整機器,對於莫歌來說用裝甲生長和超導筋絡就能解決很大一部分,