第7章 做科研界的愚公
能运行几十秒,在温度上要比咱们走的更远一些。”
“不过好在差距不大,只要稳步推进,很快就能赶上甚至是迎头反超。”
陈怀楚点点头。
其实在实现可控核聚变的研究上,世界各国的进展都极为接近,没有什么本质上的差别,不过走的路线却有所不同。
在实现核聚变上,从最初提出的雏形到现在,总共有三条路。
磁约束、惯性约束、重力约束。
重力约束又称为引力约束。
因这条路线走的是模仿恒星实现核聚变的方法,即是需要质量非常大的造物来模拟引力,可人造物根本达不到所需要的最基本重量要求,甚至就算是将整个地球全都捏在一起,也达不到引力约束的条件。
宇宙中的矮行星,便是因为质量不够,无法进行核聚变从而成为失败的恒星,可即便如此,它的质量依旧比木星大上数十倍。
可以说,以现有人类的科技水平而言,根本就做不到人造核聚变所需的引力,因此重力约束只存在于理论和想象,基本上无法实现。
因此在行内又有笑谈,走重力约束,无益于寄希望于魔法,除非是疯了才会往这方面想。
其次则是惯性约束。
惯性约束乃是采用激光轰击核原料小球,当激光输入的能量引爆小球外层的物质后,外层爆炸产生的冲击波,有一部分会向内传播,当各个不同方向的冲击波在小球中心汇聚时,小球中心会被压缩,进而达到核聚变反应条件。
这种聚变有些类似太阳核聚变,其优势在于点燃系统所需的能量较低,仅需要小球中心满足劳森标准即可。
但问题是惯性约束失控几率很大,很难受控,并且无法保证自持。另外还有一个最致命的问题,惯性约束所产生的核聚变效果并不连贯,单次聚变时间很短,根本无法满足商业化发电的需求,何况激光耗损太大,综合来看,其实更适合做武器而不是核电站。
不过目前美国则是采用激光惯性约束。
这倒不是美国傻,而是因为他们就瞅准了惯性约束聚变的一系列技术——这类惯性约束聚变相关的技术,尤其是点火源相关的强束技术,在军事上有非常重要的应用,强束的辐照效应,本身就可以用来研究核武器的辐照效果。
正因如此,美国才会全力搞惯性约束聚变。
值得一提的是,搞惯性约束聚变的美国劳伦斯·利弗莫尔实验室本身也是研究武器出身。
最后就是磁约束。
磁约束聚变利用一系列线圈产生磁场,将带电的原子核约束在一个有限的空间内,并控制约束时间这一因素,再通过其他方式对等离子体状态的原子核进行加温和加压,最终达到劳森标准。
磁约束聚变也有三条路。
分别是仿星器、环形托卡马克装置、球形托卡马克装置。
仿星器虽说是唯一能够在实现后有望小型化的路线,但想要实现对材料的要求太高——若是材料能够跟得上,这是最容易实现的路线,但难点恰恰在于材料。
材料没有质的突破,仿星器就走不通。
而且传统仿星器磁场的波纹度比托卡马克大,这导致运输水平和高能粒子损失水平高于托卡马克。
因此仿星器目前已经基本处于被放弃的状态。
其次是球形托卡马克装置。
由于形状决定了等离子体密度不够、能量密度不均且球形不好加速的原因,世界各国都并不将其当做主流来发展。
最后便是环形托卡马克装置。
这是人类目前在核聚变道路上走的最远的技术路线,也是最有希望实现商业化的路线,可即便如此,他们距离商业化还有很长的路要走。