大国院士 - 第544章 重新定义航空与航天

    可控核聚变反应堆的小型化，在理论上来说并不是什么做不到的技术。
    早在2010年的时候，米国的洛克希德·马丁公司就曾宣布自己要做小型化可控核聚变反应堆，并将其安装在航天飞机、战斗机、航空母舰等设备上。
    难度很高，但并不是没有希望。
    甚至早在2015年的时候，在谷歌公司举办的一次论坛上洛克公司透露了自己已经制造出来了一点五米直径的微型可控核聚变反应堆。
    当然，这只是个样品，目前还没有任何的试验结果，甚至连一个完整的物理模型都没有，公布的资料也都是一些没有任何实用价值的设计图。
    但从这一条新闻上，也能够看出来可控核聚变的小型化在理论上并不是什么不可能实现的技术。
    只是理论可行，不代表实践也可行。
    如果洛马公司真像表现的那么强，也不至于到现在都没拿出一点阶段性的成果了。
    不过对于徐川来说，洛马公司不行，不代表他不行。
    可控核聚变技术实现的主要关键在于聚变三乘积参数，即燃料的离子温度、等离子体密度和能量约束时间，三者缺一不可。
    而这三者，严格意义上来说，都和可控核聚变反应堆的外场约束线圈有关系。
    外圈超导线圈提供的约束磁场越强，等离子体的密度就能越多进行压缩，从而形成更多的原子核碰撞，进而产生聚变，再提升反应堆腔室中的温度。
    这是可控核聚变技术的核心之一。
    而华星聚变装置，虽然因为生产问题暂时还没有应用上临界磁场更高的改进型超导体，但它本身的外场约束线圈使用就是高温铜碳银复合超导材料。
    这是之前普朗克等离子体研究所和徐川交易过去的，约束磁场并不弱。
    以这个为基础，进行等离子体湍流的密度提升实验，理论上来说，是可以推算出改进型超导体材料优化外场线圈后能将聚变堆到底做多小的。
    这也是这次启动华星聚变装置进行实验的主要目的之一。
    总控制室中，各工作小组按部就班的进行着自己的工作。
    半个小时的时间很快就过去了，而控制屏上，一项项的运行数据趋于稳定。
    反应堆腔室中，温度已经抵达了六千万度的氦三与氢气模拟原料平稳的运行中，超算中心运行的等离子体湍流数控模型实时的控制着外场线圈对内部高温等离子体进行约束。
    站在总控制台前，能源研究所的总负责人梁曲看了一眼屏幕上的数据，目光又落在了一旁的徐川身上，见他没有任何的表示后，深吸了口气，沉稳的开口道：
    【各小组请注意，开始进行等离子体湍流进行高密度压缩实验，进行测试最小化的高密度等离子体虹膜大小极限！】
    【收到！】
    【收到！】
    【.】
    一项项的汇报声迅速在总控制室中响起，徐川没有太在意，目光落在了实时记录数据的显示屏上。
    伴随着时间的流逝与icrf加热天线的功率降低，反应堆腔室内的温度开始持续掉落。
    对于等离子体湍流进行高密度压缩实验来说，温度越高，实验越难进行。
    第一次的压缩实验，将腔室中的温度维持在三千万度就足够了。
    而且温度越高，万一实验出现意外，等离子体爆发造成的破坏也就越大，所以实验温度不需要高。
    伴随着温度的稳定，被束缚在磁场中的氦三与氢模拟等离子体如同一层薄如蝉翼的淡蓝色极光，在反应室内安静地流淌着。
    而随着外场线圈的微调，原本稳定的约数磁场迅速展开了新一轮的变化。
    如果有人能够用肉眼直视反应堆腔室中的场景，就能看到那一层薄如蝉翼的淡蓝色极光，正在伴随着外场线圈的调整而进行压缩。
    而每压缩一分，那淡蓝色极光颜色便浓郁一分。
    这是随着等离子体压缩的进行，其原子碰撞率和温度亦进一步的提升而反馈出来的表象。
    【报告，原子碰撞率已抵达预期临界点的百分之七十五！】
    伴随着时间的一点点流逝，在众人紧张而又期待的神色中，一道汇报声在总控制室中响起。
    听到声音，梁曲迅速做出了反应，指挥着工作人员对聚变设备进行了调整，徐川亦跟着抬头看向了监控数据的大屏幕。
    上面记录着华星聚变装置的实时数据，从数据来看，高温等离子体的压缩，快要到极限了。
    对于等离子体湍流的控制来说，即便是使用了高温铜碳银复合超导材料，外场线圈的约束力，也是有限制的。
    如果是大型的托卡马克聚变装置，还能通过混合型磁体来进行提升，但小型化的聚变堆，本身的体积就有限制，不可能应用混合型磁体来进行临界磁场的增强。
    盯着屏幕上的数据，徐川深吸了口气。
    今天的测试，到这里已经可以说是完满的结束了，剩下的，就看等离子体湍流进行高密度压缩的实验数据，是否足够支撑他的理论计算了！
    伴随着指令，首次进行试运行的华星聚变装置开始缓缓停止工作。
    icrf天线的功率降低，反应堆腔室中的等离子体温度也随着降低。
    当氢氦这些模拟实验的粒子从等离子体态重新回归常态时，腔室中的偏滤器亦开始工作，将残留的原料排放出去。
    与此同时，研究所的科研人员和工程师迅速展开了对聚变装置的检查，以及对实验数据的分析工作。
    而徐川则借着这份时间，继续完善着完善着磁铁绕组和永磁体块的设计。
    两天的时间，匆匆而过，在超算中心的辅助下，这次实验的数据终于完整的解析了出来。
    “徐院士！仿星器运行的解析数据出来了！”
    办公室外，未见其人，先闻其声，梁曲手中捏着一份打印好的资料满脸的兴奋和激动推开门。
    听到这句话，徐川将手中的圆珠笔直接丢到了桌上，快速的站了起来：“情况如何？我看看！”
    由不得他不关心，这一次的实验数据，对于小型化聚变装置的实现至关重要。
    高温等离子体湍流的压缩和控制，关系到聚变堆的最终大小。
    梁曲咧开嘴，满脸的笑容：“等离子体的压缩状况非常优秀！理论上来说，我们可以将反应堆做到现在三分之一大小！“
    接过解析数据，徐川认真的翻阅了起来，一张张的图片和一份份的数据不断的在他眼眸中流过，相关的分析在脑海中波动着。
    从解析出来的数据来看，25t左右临界磁场强度的高温铜碳银复合超导材料，能将反应堆腔室中的等离子体虹膜，压缩体积到原先的二分之一左右，且保持持续的稳定控制。
    如果再继续进行压缩约束的话，氦三与氢的模拟碰撞会产生剧烈的能量波动，导致等离子体湍流中的粒子超出约束磁场的控制，进而对第一壁材料造成严重的破坏。
    看着上面的数据，徐川简单的在心中计算了一下。
    二分之一压缩率，已经很不错了。
    当然，氦三氢气的模拟运行数据，和实际的氘氚原料聚变数据还是有很大的差距的。
    前者不会真实的进行聚变反应，在碰撞的过程中不会释放出大量的能量。而后者则会随着每一次的碰撞与聚变，进一步的提升约束难度。
    从计算数据来看，这次的实验如果更换成真实的氘氚原料进行点火控制，其压缩强度应该能达到三分之一
    而按照这个数据进行计算，眼前的这台华星聚变装置的体积，也能跟着缩小三分之一到五分之一区间。
    如果运用改进型超导体材料进行提升约束的话，这个数据能再提升一倍。
    理论上来说，运用改进型超导体材料替换高温铜碳银复合超导材料，华星聚变堆的体积，其直径能缩小到三米左右，高度能降低到一米。
    这个体积已经很小了，说是微型聚变装置完全没有任何的问题。
    再结合配套的设备，放进航天飞机里面，问题应该不大，但如果要运用到战斗机上的话，恐怕还不太行。
    毕竟航天飞机的用途主要以科研为主，体型可以大了进行制造。
    比如米国的暴风雪号航天飞机，是世界上最先进的航天飞机之一，其机长36.37米、高16.35米，翼展23.92米，机身直径5.6米，理论上来说，完全足够容纳小型化聚变装置了。
    而传统的战斗机，同样以米国的f22猛禽战斗机举例，它算是战斗机中体型较大的一款了，但机长只有18.9米，翼展13.56米，机身直径如果不算尾翼等设备的话，只有不到三米。
    当然，那种大型的轰炸机，比如图-160，b-1b，轰6k这些要承载下一个小型化的聚变装置是没有什么问题的。
    而相对比传统的航空煤油，可控核聚变技术在体积能量密度上的优越性，简直是完爆。
    毫不夸张的说，一架大型的轰炸机，如图160这种如果配套上小型化的可控核聚变反应堆，哪怕是使用传统的电机螺旋桨发动机，只要能拥有足够的推力让其升上天，那么它的续航
    在理论上来说，将超越目前所有的战机，乃至航母，甚至从某种意义上来说，它的续航，是无限的！
    这就是小型化可控核聚变反应堆的重要性！
    它将重新定义航空与航天，也将彻底改变整个世界！
    ps：项目上线的关键节点，昨晚加班到凌晨，回到家的时候已经快0点了，请假单章也来不及发，今天补，晚上还有一章，求个月票。