“等离子体的研究,我现在有了初步的设计思路,我来给说下!”陆骁拿出他随身带的笔电,打开研发资料,开始给吴桐讲解起来他目前的突破。
等离子体中的粒子具有动能,没有一个强大约束力的束缚,它们会到处运动而散开,
在聚变
反应中,有限的磁场,无法给雨全力的还能轰击真空室壁,使等离子体粒子数目及其能量都要损失。
太阳及其他恒星中的热核聚变反应是借助引力场来约束等离子体的。这些星体的质量很大,引力也很大,足以将等离子体约束在一起,进行热核反应。
但地球上的高温等离子体靠弱的引力来约束并使其进行热核反应是不可能的,必须用别的约束方法。
热核聚变研究中约束等离子体的主要方法是磁约束和惯性约束。还有一种堪称热聚变的反义词,的低温等离子体制膜或刻蚀技术中,有时也用磁约束方法来减少等离子体粒子和能量的损失。
不过,低温聚变的技术,目前也是个难关壁垒,其中的难度,比热核聚变从零到有,只高不低,是真正目前还存在与遐想的技术,吴桐在心中做了个记号,等她把热核聚变做出来,冷核聚变将会是她延伸的课题。
对于吴桐来说,项目都是从需求和兴趣出发,兴之所至,全力专研,突破的成就感龙神,是什么都无法比拟的!吴桐喜欢,在这样的领域,一个接一个的山峰,被她翻阅,是让人有种高兴的欣喜蔚然!
“目前国际主流,磁约束是利用磁场与等离子体相互作用将等离子体限定在一定区域的方法。主要是以磁场对等离子体粒子施加的洛伦兹力,可使粒子绕磁力线作回旋运动而被磁场约束住;磁场的磁应力能对等离子体的整体施加宏观力来约束等离子体!
如果等离子体内存在电流,则等离子体电流与其自身产生的磁场的相互作用力--箍缩力能使等离子体箍缩,也就是约束起来;磁镜效应可使速度满足一定条件的等离子体带电粒子在强磁场区反射回来,将粒子约束住。
磁约束只能约束垂直于磁场方向上的等离子体,不能约束沿着磁力线方向运动的等离子体“陆骁简单介绍之后,进而进入了他的设想重点。
“说起来,等离子体也是个大湍流问题,我想以宏观定量,确定一个坐标核心,来进行等离子体的计算,这部分数学模型,吴总,是你的拿手好戏,我需要你的帮助!”
第423章
规律
陆骁仔细说着他的想法,湍流现象并非一般流体的专利,等离子体同样会产生湍流现象。而且因为有外磁场的存在,等离子体的湍流,会比一般流体的湍流现象更加复杂,更加难以预测。
“当然没问题,陆哥,需要我做哪些配合?”吴桐没有任何迟疑,一口应下陆骁的邀约,湍流这个板块,于数学的角度上,吴桐玩得相当拿手,毕竟,在ns-方程的上,吴桐的积累,是当之无愧的问鼎世界巅峰。
聚变反应中,等离子体的温度在达到峰值之后将突破上亿度,几乎相当于恒星的内部。目前已知的发现中,没有任何一种材料能阻挡这灼热的能量。但是,万事万物都有相对性,人类的伟大,就在于善用工具,无论是器物意义上的工具,还是知识上的工具。
等离子体约束,就是人类对这种聚变反应进行人为干涉控制的基础,也是整个可控核聚变可控的意义所在。
在仿星器装置的概念,就是利用扭曲的磁场,用强磁场来约束聚变反应,将它们束缚在有限的空间内,让它们远离轨道内壁,从而减少高温对轨道壁的灼烧侵袭。
但是,饶是如此,目前已知的材料中,依然没有多少,能够在这已经算是辐射的温度中坚持太久,还有一个最令世界头疼困扰的原因,就是中子辐射。
不过,这一点儿,已经在吴桐这里即将成为过去式,他们已经有了突破目前局限跨越性的耐高温材料,以及抗中子辐射,抗嬗变的hc-1新型耐热材料,以及应对辐射的设计方案。
托卡马克装置在放电时间上却是陷入了瓶颈。
目前最长放电记录的保持着是华南的“east”东方环的102秒,这几乎标志着托卡马克装置这条技术路线在“放电时间”上的天花板,想要将这个天花板抬高一寸,都必须付出昂贵的代价。
现在,基于这个良好基础上,他们需要的,就是一个强大的等离子约束扭曲磁场设计,更好的去控制聚变反应稳定长久运行。
磁场制造的超导材料上,他们有了同步的突破,这一点儿,吴桐已经将数据同步过陆骁,提升的材料数据,也是他们必须要考虑代入的根基。超导材料的突破,虽然还是没能做到室温超导,但是新高温超导材料的突破,已经减少了很多的技术壁垒。
大的磁场意味着大的电流,而电流在通过导体的时候会放释放热量。必须用液氦将导线浸泡,一方面达到超导温度,一方面防止电流热效应导致导线升温,在超导材料跨越性突破后,他们已经可以不需要再为这个问题太过苦恼。,他们有了更大磁场的材料基础,碳纳米石墨烯导线,就是他们的底气。在超导材料领域,吴桐已经开创了新的先河。他们的磁场约束力量,可以在工程单位面积减少的基础上,同步提升了数倍约束力量。
只是,光是有个磁场,依然是不够的,可控的控,是他们要有足够的办法控制磁场……
当然万幸的是,仿星器装置在设计理念上的优势,使他们只要解决控制问题,就不需要像托克马克装置那样通过欧姆变压器来启动等离子体电流,也不需要考虑扭曲膜、磁面撕裂、电阻壁膜等等问题,相当于把技术难度转嫁到了工程难度上。
“等离子体在仿星器中的运动规律,涉及到相当复杂的等离子体湍流现象的研究,可以说这是关于纳维-斯托克斯方程的诸多研究方向中,最困难也最复杂的一块,感谢吴总,你在ns-方程的贡献,还有通解,让我有了足够的依凭,对这个规律进行大胆设定突破研究!”
陆骁笑着摊手,放在ns-方程未被吴总验证之前,这个问题,将会成为天荒夜谈,他们只能凭借着一次次的失败,在一次次的实验中,摸石头过河找寻规律。但是,现在,他们有了足够的理论依凭工具,虽然一般人很难利用,但是,他同样不是一般人。
ns-方程,在吴桐的证明震撼惊才绝艳世界后,陆骁就在这个板块,结合他擅长的湍流做了深入研究,特别是在吴桐支援授予他通解的权限后,更是突飞猛进。
他在湍流上的不断积累提升,不仅让他在战机上有了更深的感悟,也让这次吴桐邀约他,对仿星器装置中等离子体运动规律进行研究,有
了足够的储备底蕴,可以直接下手,挥毫泼墨,短时间内就有了设计规划思路。
“在ns-方程公式和通解的助力下,我这里设定,以原子入等离子体为假设,我们去设定数据,以此为靶向,我对其这里需要你帮我建立完善的数学模型,来进行定义排除干扰!”本事最大难关,最不可控的问题,现在如那绕指柔一般,将要臣服于吴桐和陆骁的设计!
当然,两人也并不会因此自大盲目。做科研的态度,是从始至终的战战兢兢。等离子体从不是一种可以轻忽的东西,高温、高密度一直是它的困扰重心。
“根据雷诺数的公式re=pvd/μ,被电磁场束缚的高密度等离子体,拥有较大的雷诺数,任何微小的扰动都会使整个由等离子体构成的体系产生紊乱、不规则的湍流设此雷诺数”迅速地看过陆骁的初步设计,吴桐凝神细细思索了一会儿,抽过草稿纸和笔,就开始推衍,变推衍,边和陆骁继续论证着。
“设定一个满足特定条件的数值给定”
很快,各种玄奥的数学公式,列满了一张张草稿纸,陆骁尽全力跟上吴桐的思维和计算速度,提供着物理角度,等离子湍流的解析,逐步完善着,吴桐笔下,渐渐成型的数学模型。这是他进行下一步的工具和依凭。
等离子体在仿星器中的运动规律,逐步在两人的思想碰撞中,逐步的完善清晰。
第424章
西南
聚变反应中,巨大的能量爆发,等离子体从来不是什么安分的小东西,他们想要将其限制,约束控制在在狭小的定向空间内,真的是一件极其棘手的事情,在不断的研发中,吴桐毫不怀疑,这是她走上研发以来,目前碰到的最艰难的项目。
需要突破的难关壁垒,从理论上到材料上,再到工程上一项项关隘,近乎多得数不胜数。研发工作,理论先行,若是有个完善的理论作为依凭,都能对整个核聚变工程,带来非同凡响的意义。
一切的科研进步,都是基于理论进步的基础上。理论的力量,就是如此厥功至伟。
吴桐和陆骁沉浸在互为对碰讨论的研发中,就是想要,基于特定装置的等离子体,打破目前可控核聚变的瓶颈,建立起一分可以作为足够清晰依凭理论规律依据,打造一个可靠简洁的理论模型,最终转化为控制磁场的超级程序。
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