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“等離子體的研究,我現在有了初步的設計思路,我來給說下!”陸驍拿出他隨身帶的筆電,打開研發資料,開始給吳桐講解起來他目前的突破。
等離子體中的粒子具有動能,沒有一個強大約束力的束縛,它們會到處運動而散開,
在聚變
反應中,有限的磁場,無法給雨全力的還能轟擊真空室壁,使等離子體粒子數目及其能量都要損失。
太陽及其他恒星中的熱核聚變反應是借助引力場來約束等離子體的。這些星體的質量很大,引力也很大,足以將等離子體約束在一起,進行熱核反應。
但地球上的高溫等離子體靠弱的引力來約束并使其進行熱核反應是不可能的,必須用別的約束方法。
熱核聚變研究中約束等離子體的主要方法是磁約束和慣性約束。還有一種堪稱熱聚變的反義詞,的低溫等離子體制膜或刻蝕技術中,有時也用磁約束方法來減少等離子體粒子和能量的損失。
不過,低溫聚變的技術,目前也是個難關壁壘,其中的難度,比熱核聚變從零到有,只高不低,是真正目前還存在與遐想的技術,吳桐在心中做了個記號,等她把熱核聚變做出來,冷核聚變將會是她延伸的課題。
對于吳桐來說,項目都是從需求和興趣出發,興之所至,全力專研,突破的成就感龍神,是什么都無法比擬的!吳桐喜歡,在這樣的領域,一個接一個的山峰,被她翻閱,是讓人有種高興的欣喜蔚然!
“目前國際主流,磁約束是利用磁場與等離子體相互作用將等離子體限定在一定區域的方法。主要是以磁場對等離子體粒子施加的洛倫茲力,可使粒子繞磁力線作回旋運動而被磁場約束住;磁場的磁應力能對等離子體的整體施加宏觀力來約束等離子體!
如果等離子體內存在電流,則等離子體電流與其自身產生的磁場的相互作用力--箍縮力能使等離子體箍縮,也就是約束起來;磁鏡效應可使速度滿足一定條件的等離子體帶電粒子在強磁場區反射回來,將粒子約束住。
磁約束只能約束垂直于磁場方向上的等離子體,不能約束沿著磁力線方向運動的等離子體“陸驍簡單介紹之后,進而進入了他的設想重點。
“說起來,等離子體也是個大湍流問題,我想以宏觀定量,確定一個坐標核心,來進行等離子體的計算,這部分數學模型,吳總,是你的拿手好戲,我需要你的幫助!”
第423章
規律
陸驍仔細說著他的想法,湍流現象并非一般流體的專利,等離子體同樣會產生湍流現象。而且因為有外磁場的存在,等離子體的湍流,會比一般流體的湍流現象更加復雜,更加難以預測。
“當然沒問題,陸哥,需要我做哪些配合?”吳桐沒有任何遲疑,一口應下陸驍的邀約,湍流這個板塊,于數學的角度上,吳桐玩得相當拿手,畢竟,在ns-方程的上,吳桐的積累,是當之無愧的問鼎世界巔峰。
聚變反應中,等離子體的溫度在達到峰值之后將突破上億度,幾乎相當于恒星的內部。目前已知的發現中,沒有任何一種材料能阻擋這灼熱的能量。但是,萬事萬物都有相對性,人類的偉大,就在于善用工具,無論是器物意義上的工具,還是知識上的工具。
等離子體約束,就是人類對這種聚變反應進行人為干涉控制的基礎,也是整個可控核聚變可控的意義所在。
在仿星器裝置的概念,就是利用扭曲的磁場,用強磁場來約束聚變反應,將它們束縛在有限的空間內,讓它們遠離軌道內壁,從而減少高溫對軌道壁的灼燒侵襲。
但是,饒是如此,目前已知的材料中,依然沒有多少,能夠在這已經算是輻射的溫度中堅持太久,還有一個最令世界頭疼困擾的原因,就是中子輻射。
不過,這一點兒,已經在吳桐這里即將成為過去式,他們已經有了突破目前局限跨越性的耐高溫材料,以及抗中子輻射,抗嬗變的hc-1新型耐熱材料,以及應對輻射的設計方案。
托卡馬克裝置在放電時間上卻是陷入了瓶頸。
目前最長放電記錄的保持著是華南的“east”東方環的102秒,這幾乎標志著托卡馬克裝置這條技術路線在“放電時間”上的天花板,想要將這個天花板抬高一寸,都必須付出昂貴的代價。
現在,基于這個良好基礎上,他們需要的,就是一個強大的等離子約束扭曲磁場設計,更好的去控制聚變反應穩定長久運行。
磁場制造的超導材料上,他們有了同步的突破,這一點兒,吳桐已經將數據同步過陸驍,提升的材料數據,也是他們必須要考慮代入的根基。超導材料的突破,雖然還是沒能做到室溫超導,但是新高溫超導材料的突破,已經減少了很多的技術壁壘。
大的磁場意味著大的電流,而電流在通過導體的時候會放釋放熱量。必須用液氦將導線浸泡,一方面達到超導溫度,一方面防止電流熱效應導致導線升溫,在超導材料跨越性突破后,他們已經可以不需要再為這個問題太過苦惱。,他們有了更大磁場的材料基礎,碳納米石墨烯導線,就是他們的底氣。在超導材料領域,吳桐已經開創了新的先河。他們的磁場約束力量,可以在工程單位面積減少的基礎上,同步提升了數倍約束力量。
只是,光是有個磁場,依然是不夠的,可控的控,是他們要有足夠的辦法控制磁場……
當然萬幸的是,仿星器裝置在設計理念上的優勢,使他們只要解決控制問題,就不需要像托克馬克裝置那樣通過歐姆變壓器來啟動等離子體電流,也不需要考慮扭曲膜、磁面撕裂、電阻壁膜等等問題,相當于把技術難度轉嫁到了工程難度上。
“等離子體在仿星器中的運動規律,涉及到相當復雜的等離子體湍流現象的研究,可以說這是關于納維-斯托克斯方程的諸多研究方向中,最困難也最復雜的一塊,感謝吳總,你在ns-方程的貢獻,還有通解,讓我有了足夠的依憑,對這個規律進行大膽設定突破研究!”
陸驍笑著攤手,放在ns-方程未被吳總驗證之前,這個問題,將會成為天荒夜談,他們只能憑借著一次次的失敗,在一次次的實驗中,摸石頭過河找尋規律。但是,現在,他們有了足夠的理論依憑工具,雖然一般人很難利用,但是,他同樣不是一般人。
ns-方程,在吳桐的證明震撼驚才絕艷世界后,陸驍就在這個板塊,結合他擅長的湍流做了深入研究,特別是在吳桐支援授予他通解的權限后,更是突飛猛進。
他在湍流上的不斷積累提升,不僅讓他在戰機上有了更深的感悟,也讓這次吳桐邀約他,對仿星器裝置中等離子體運動規律進行研究,有
了足夠的儲備底蘊,可以直接下手,揮毫潑墨,短時間內就有了設計規劃思路。
“在ns-方程公式和通解的助力下,我這里設定,以原子入等離子體為假設,我們去設定數據,以此為靶向,我對其這里需要你幫我建立完善的數學模型,來進行定義排除干擾!”本事最大難關,最不可控的問題,現在如那繞指柔一般,將要臣服于吳桐和陸驍的設計!
當然,兩人也并不會因此自大盲目。做科研的態度,是從始至終的戰戰兢兢。等離子體從不是一種可以輕忽的東西,高溫、高密度一直是它的困擾重心。
“根據雷諾數的公式re=pvd/μ,被電磁場束縛的高密度等離子體,擁有較大的雷諾數,任何微小的擾動都會使整個由等離子體構成的體系產生紊亂、不規則的湍流設此雷諾數”迅速地看過陸驍的初步設計,吳桐凝神細細思索了一會兒,抽過草稿紙和筆,就開始推衍,變推衍,邊和陸驍繼續論證著。
“設定一個滿足特定條件的數值給定”
很快,各種玄奧的數學公式,列滿了一張張草稿紙,陸驍盡全力跟上吳桐的思維和計算速度,提供著物理角度,等離子湍流的解析,逐步完善著,吳桐筆下,漸漸成型的數學模型。這是他進行下一步的工具和依憑。
等離子體在仿星器中的運動規律,逐步在兩人的思想碰撞中,逐步的完善清晰。
第424章
西南
聚變反應中,巨大的能量爆發,等離子體從來不是什么安分的小東西,他們想要將其限制,約束控制在在狹小的定向空間內,真的是一件極其棘手的事情,在不斷的研發中,吳桐毫不懷疑,這是她走上研發以來,目前碰到的最艱難的項目。
需要突破的難關壁壘,從理論上到材料上,再到工程上一項項關隘,近乎多得數不勝數。研發工作,理論先行,若是有個完善的理論作為依憑,都能對整個核聚變工程,帶來非同凡響的意義。
一切的科研進步,都是基于理論進步的基礎上。理論的力量,就是如此厥功至偉。
吳桐和陸驍沉浸在互為對碰討論的研發中,就是想要,基于特定裝置的等離子體,打破目前可控核聚變的瓶頸,建立起一分可以作為足夠清晰依憑理論規律依據,打造一個可靠簡潔的理論模型,最終轉化為控制磁場的超級程序。<script>chapter1();</script>