第337章 可控核聚變

航空航天事業羣總裁魯金銘,材料研究院負責人馮雲德,陸續走進周宇的辦公室。

還有兩個人也來到周宇的辦公室。

這兩個人是材料研究院高溫材料科學家許瑞,基礎科學研究院核物理理論科學家鍾海洋。

周宇看着許瑞,再次鄭重的詢問道:“許科學家,你確定要跟隨航天員去太空實驗室嗎?”

他接到許瑞申請去太空實驗室搞研究,才把這些人共同招集起來,一起討論這個事件,因爲許瑞的研究成果太過於重要。

這個研究成果的成敗,關乎着星火科技可控核聚變技術。

許瑞鄭重的說道:“我必須要親自到太空實驗室觀察材料成型的過程,真的是非去不可。

哪怕中微子通信以光速傳遞信息,地球和太空實驗室是有通信延時,實驗過程瞬息發生變化,我們根本來不及下達命令。”

馮雲德也介紹道:“可控核聚變反應堆製作材料,極限材料製造過程中,受到環境和原材料內無法剔除的雜質影響,整個反應過程非常多變。

必須要根據材料實際情況,操作量子計算機程序,控制反應過程的變化。

這種材料無法在地面製造,只能通過核力工廠製造,必須要派人去太空實驗室。

普通人還無法操作,必須是這個項目的研發人員。

周總您提出這個材料的理論設計,參與這個項目研製過程,只有我和許科學家。”

周宇把目光看向鍾海洋,他的意見纔是決定許瑞是否上天的重要參考。

鍾海洋嘆了口氣道:“現在覈聚變項目已經停滯,所有理論工作已經演算完畢,只差正是製造核聚變反應堆。

製造核聚變反應堆,現在欠缺最關鍵的材料,它需要耐受5000萬攝氏度的高溫,還要承受核聚變反應時的巨大壓力。

才能讓我們所設計的核聚變反應循環往復進行下去。

這個條件極爲艱難,太陽中心的溫度才2000萬攝氏度左右。

這是因爲太陽中心內的物質密度非常高,壓力也十分龐大,進行熱核反應需要的溫度就要低很多。”

鍾海洋展示出簡要的核聚變反應原理,同時介紹道:“現在國際主流的核聚變是用託卡馬克裝置實現。

它本質就是一個巨大的電磁場,通過電磁場壓縮氘、氚元素組成的離子團。

當壓力、密度、溫度達到合適的條件,就開始進行核聚變反應。

這只是一個較爲成熟的理論,但想要組成這個電磁場太難,需要攻克很多難關,還要保證核聚變裝置的安全。

最關鍵是它的反應過程不好控制,這麼長時間都沒有研發出來可控的核聚變反應技術。

我們公司核聚變反應的思路,完全就是傳統思路,只要找到一個可以承受核聚變反應過程釋放的超高溫和超強壓力。

用這種極限材料組成核聚變反應堆,那就能實現核聚變反應。

這個核聚變技術實現方式非常簡單,它唯一的難點就是這種極限材料的製作。

這種材料強度非常高,如果能承受核聚變反應發生的環境。那這種材料完全可以放在太陽中心而不被融化。”

鍾海洋說話的時候,他還用3D動態圖畫展示着核聚變的過程。

這是由極限材料組成的反應堆,反應堆內部有很多由極限材料製造,中空的拇指粗細圓柱體長棒。

想要發生核反應,第一步需要將氦-3組成的混合氣體加熱到等離子態。

選取氦-3作爲熱核反應的原料,主要是因爲氦-3發生熱核反應過程不會釋放中子,不會造成輻射。

100噸氦-3便能提供全世界使用一年的能源總量。

溫度足夠高到使得電子能脫離原子核的束縛,讓原子核能自由運動。

這時纔可能使裸露的原子核發生直接接觸,這就需要達到大約10萬攝氏度的高溫。

第二步,由於所有原子核都帶正電,同種電荷會發生排斥,兩個原子核要聚到一起,必須克服強大的靜電斥力。

兩個原子核之間靠得越近,靜電產生的斥力就越大,只有當它們之間互相接近的距離達到大約萬億分之三毫米時,強相互作用力纔會起到明顯作用,把它們拉到一起,組成新的原子核,從而放出巨大的能量。

要實現這一步,必須要有足夠大的壓力,和原料組成的密度也要非常高。

熱核反應達成的條件,就是需要適合的壓力、材料密度和溫度。

爲了克服帶正電子原子核之間的斥力,原子核需要以極快的速度運行,要使原子核達到這種運行狀態,就需要繼續加溫。

在覈聚變反應堆的壓力和材料密度條件下,需要把核聚變材料加熱到5000萬攝氏度。

使得粒子布朗運動達到一個瘋狂的水平,溫度越高,原子核運動越快。以至於它們沒有時間相互躲避。

三個氦-3組成的原子核融合成一個碳原子核,在這個過程釋放強大的能量。

反應堆經過一段時間運行,內部反應體已經不需要外來能源的加熱,核聚變的溫度足夠使得原子核繼續發生聚變。

這個過程只要將碳原子核及時排除出反應堆,並及時將新氦-3離子氣體輸入到反應堆內,核聚變就能持續下去。

核聚變產生的能量一小部分留在反應體內,維持熱核反應,絕大部分能量都通過溫差發電機轉化爲電能。

周宇看着鍾海洋播放的資料,這就是星火科技準備研發的可控核聚變。

就像鍾海洋說的那樣,這種可控核聚變技術路徑,實現的原理不復雜。

以前沒有人採用這種方式,就是這種方式在以前簡直是天方夜譚。

一種材料要承受高達5000萬攝氏度的高溫,並承受核聚變反應釋放的龐大能量。

這種極限材料,在以前根本沒有可能成功。

只有星火科技的太空工廠,通過合理加工技術,按照複雜的原子間排列,加工出幾乎沒有縫隙的高密度材料。

這種極限材料才能作爲核聚變反應發生的場所。

“許科學家的提議讓人動心,氦-3熱核反應堆是未來必須要攻克的技術。”

周宇感慨了一句,他看向魯金銘詢問道:“許瑞科學家作爲一個沒有經過嚴格訓練的人,他是否可以乘坐航天飛機,安全到達太空實驗室。”

魯金銘自信滿滿的迴應道:“周總,只要控制航天飛機的飛行功率,完全可以搭載普通人。

我們對航天員進行身體強化改造,主要是爲了讓航天員適應在太空中的長期生活。

短時間往返太空,只要身體沒有缺陷,任何人都可以做到。”

周宇聽到魯金銘的保證,表情嚴肅的吩咐道:“許科學家辛苦了,正式啓動可控核聚變項目。”

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