另一边,办公室中,徐川和彭鸿禧聊着可控he聚变技术中的那些难题。
在破晓聚变装置将高密度等离子ti磁约束运行时间推进到四十五分钟后,在这可控he聚变这条路上,就已经没有其他的前行者能给他们指引方向了。
无论是国内的EAST也好,亦或者是国外的螺旋石7X也好,都不曾抵达这个高度。
现在的破晓聚变堆,可以说是在黑暗与混沌中摸索着前行。
聊着这些,彭鸿禧看向徐川问dao:“说起来,破晓装置现在运行的是氦三和氢气模拟,很快就会chu2及到真正的氘氚聚变。”
“在后续的氘氚聚变中,你准备怎么解决托卡ma克装置中最难的等离子ti内bu电liu磁面撕裂这些问题?”
在可控he聚变领域,不同的路线中都有着不同的实现方法和技术。
目前公认最看好的是磁约束路线,不过这条路线有着托卡ma克、彷星qi、反向场箍缩、串级磁镜、球形环数zhong不同的实现方法。
这些不同的方法有着不同的优点和缺点。
比如托卡ma克装置,它的技术简单,成本较低;新古典输运低;且有着强的环形旋转和相关的liu动切变以及对纬向liu动的较弱阻尼等优点。
但对应的,它的缺点也有。
比如等离子ti电liu的产生困难,运行过程中等离子ti内bu电liu会出现磁面撕裂、扭曲摸、等离子ti磁岛等问题。
其实彷星qi也一样,优点缺点都有。
它的优点在于能够更chang时间的稳态运行,不存在产生等离子ti电liu、没有磁面撕裂等问题;
但缺点是高水平的新古典传输,线圈和线圈支撑结构的制造和组装复杂等等。
这些缺点是通向可控he聚变这条dao路的必经难关,每一dao都不亚于一个世界级难题。
而以破晓装置的进度,很快就会chu2及到托卡ma克装置最大的难关了。
那就是上氘氚原料开真正的聚变点火实验后,磁面撕裂、等离子ti磁岛这些问题该怎么解决。
老实说,他想不出什么太好的解决办法。
别说他了,就是全世界目前都没有什么太好的办法解决托卡ma克装置中的磁面撕裂、等离子ti孤岛等问题。
要是能解决,米国也不会放弃更成熟的磁约束去搞惯xing约束了,而欧洲那边也不会更倾向于彷星qi了。
不过眼前这个年轻人,或许有着独特的思路能创造奇迹也说不定?
.......
听到这个问题,徐川思忖了一下,而后开口dao:“老实说,要在某一条路线上全面解决这些难题,是相当困难的事情。”
“磁面撕裂、等离子ti孤岛等问题是托卡ma克装置与类托卡ma克装置最大的问题之一。”
“要解决这一块问题,就我个人的看法来说,得从两方面入手。”
闻言,彭鸿禧眼神中顿时liulou出感兴趣的神色,好奇的问dao:“哪两方面?”
徐川:“外场线圈和数控模型!”
彭鸿禧迅速追问dao:“怎么说?”
思索了一下,徐川开口dao:“众所周知,托卡ma克装置中的磁面撕裂、等离子ti磁孤岛等问题主要来源于磁场的提供方式。”
“在托卡ma克中,螺旋磁场的旋转变换,是由外bu线圈产生的环形场以及等离子ti电liu产生的极向磁场共同形成的。”
“这会导致环形场和极向磁场之间的冲突以及难以平衡等问题,在运行过程中会造成磁面撕裂的问题。”
“而彷星qi在这方面就有着优势了,它的纵向磁场和极向磁场都完全由外bu线圈提供,磁面撕裂并不会在里面形成。”
“因此理论上它的运行可以没有等离子ti电liu,也可以避免很多由于电liu分布带来的不稳定xing,这是它的一个主要优点。”
“我现在在考虑后续重新针对破晓装置zuo一次改造,结合彷星qi的优点,重设破晓装置的外场线圈,再结合球床的曲面优点,来尽力降低极向等离子ti电liu提供的磁场,zuo到利用外场线圈来同步控制和旋转。”
就以徐川重生后的经验来看,从2025年左右开始,各国其实就已经逐渐开始放弃了单一型聚变装置,转而开始研究rong合型。
比如普朗克等离子ti研究所,螺旋石7X会选择和普林斯顿那边的PPPL实验室合作,利用PPPL实验室的磁镜控制技术来优化彷星qi的新古典传输。
亦或者国内的研究的准环对称彷星qi,也是在利用托卡ma克的技术来优化彷星qi。
不得不说,在超导材料应用到可控he聚变技术上后,彷星qi的优势和未来,其实是比托卡ma克装置要大的。
彷星qi需要解决的问题,也比托卡ma克装置要少。
至于他为什么依旧选择在托卡ma克装置上走下去,最大的原因在于托卡ma克装置的等离子tixing能远远超出彷星qi。
没错,目前来说,哪怕是最先进的螺旋石7X,能创造的等离子tixing能放到托卡ma克装置上来说,也不过是普通中等级别的而已。
托卡ma克装置能轻松的实现亿级温度的等离子ti高温,但彷星qi要zuo到亿级温度,得要了老命。
反正现在的彷星qi是zuo不到的。
目前最先进的彷星qi,是普朗克等离子ti研究所的‘螺旋石7X’。
虽然在之前创造了五千万度六分半的历史记录,但实际上达到这个温度的只不过是电子温度而已,它的等离子ti温度只达到2000万度。
尽guan2000万度的温度已经达到了氘氚聚变的最低温度1400万度以上,但在可控he聚变中,温度越高,聚变现象越容易发生,能提供的能量也就越高,这是母庸置疑的。
当然,这只是简单的解释。
事实上真正影响聚变效率的是反应截面,也就是等离子ti中带正电原子he之间互相碰撞的概率。
而影响碰撞概率的因素就是聚变三重积,即反应物质密度,反应温度和约束时间的乘积。
这三重因素越大,聚变的可能xing就越大。
比如等离子ti密度越大,那么等离子ti之间碰撞的概率越高。
就好比你在春运期间被踩脚的概率远大于你平时坐火车被踩脚的概率,因为人多了;
而等离子ti温度越高,代表等离子ti的活跃度越高。
毕竟温度本shen反映的就是粒子运动的剧烈程度,粒子越活跃那么碰撞发生聚变的可能xing就越高。
同样好比春运,如果大家都安静的坐着等车也不容易被踩脚。真正有风险的是大家都走起来上下火车的时候,踩到脚
在破晓聚变装置将高密度等离子ti磁约束运行时间推进到四十五分钟后,在这可控he聚变这条路上,就已经没有其他的前行者能给他们指引方向了。
无论是国内的EAST也好,亦或者是国外的螺旋石7X也好,都不曾抵达这个高度。
现在的破晓聚变堆,可以说是在黑暗与混沌中摸索着前行。
聊着这些,彭鸿禧看向徐川问dao:“说起来,破晓装置现在运行的是氦三和氢气模拟,很快就会chu2及到真正的氘氚聚变。”
“在后续的氘氚聚变中,你准备怎么解决托卡ma克装置中最难的等离子ti内bu电liu磁面撕裂这些问题?”
在可控he聚变领域,不同的路线中都有着不同的实现方法和技术。
目前公认最看好的是磁约束路线,不过这条路线有着托卡ma克、彷星qi、反向场箍缩、串级磁镜、球形环数zhong不同的实现方法。
这些不同的方法有着不同的优点和缺点。
比如托卡ma克装置,它的技术简单,成本较低;新古典输运低;且有着强的环形旋转和相关的liu动切变以及对纬向liu动的较弱阻尼等优点。
但对应的,它的缺点也有。
比如等离子ti电liu的产生困难,运行过程中等离子ti内bu电liu会出现磁面撕裂、扭曲摸、等离子ti磁岛等问题。
其实彷星qi也一样,优点缺点都有。
它的优点在于能够更chang时间的稳态运行,不存在产生等离子ti电liu、没有磁面撕裂等问题;
但缺点是高水平的新古典传输,线圈和线圈支撑结构的制造和组装复杂等等。
这些缺点是通向可控he聚变这条dao路的必经难关,每一dao都不亚于一个世界级难题。
而以破晓装置的进度,很快就会chu2及到托卡ma克装置最大的难关了。
那就是上氘氚原料开真正的聚变点火实验后,磁面撕裂、等离子ti磁岛这些问题该怎么解决。
老实说,他想不出什么太好的解决办法。
别说他了,就是全世界目前都没有什么太好的办法解决托卡ma克装置中的磁面撕裂、等离子ti孤岛等问题。
要是能解决,米国也不会放弃更成熟的磁约束去搞惯xing约束了,而欧洲那边也不会更倾向于彷星qi了。
不过眼前这个年轻人,或许有着独特的思路能创造奇迹也说不定?
.......
听到这个问题,徐川思忖了一下,而后开口dao:“老实说,要在某一条路线上全面解决这些难题,是相当困难的事情。”
“磁面撕裂、等离子ti孤岛等问题是托卡ma克装置与类托卡ma克装置最大的问题之一。”
“要解决这一块问题,就我个人的看法来说,得从两方面入手。”
闻言,彭鸿禧眼神中顿时liulou出感兴趣的神色,好奇的问dao:“哪两方面?”
徐川:“外场线圈和数控模型!”
彭鸿禧迅速追问dao:“怎么说?”
思索了一下,徐川开口dao:“众所周知,托卡ma克装置中的磁面撕裂、等离子ti磁孤岛等问题主要来源于磁场的提供方式。”
“在托卡ma克中,螺旋磁场的旋转变换,是由外bu线圈产生的环形场以及等离子ti电liu产生的极向磁场共同形成的。”
“这会导致环形场和极向磁场之间的冲突以及难以平衡等问题,在运行过程中会造成磁面撕裂的问题。”
“而彷星qi在这方面就有着优势了,它的纵向磁场和极向磁场都完全由外bu线圈提供,磁面撕裂并不会在里面形成。”
“因此理论上它的运行可以没有等离子ti电liu,也可以避免很多由于电liu分布带来的不稳定xing,这是它的一个主要优点。”
“我现在在考虑后续重新针对破晓装置zuo一次改造,结合彷星qi的优点,重设破晓装置的外场线圈,再结合球床的曲面优点,来尽力降低极向等离子ti电liu提供的磁场,zuo到利用外场线圈来同步控制和旋转。”
就以徐川重生后的经验来看,从2025年左右开始,各国其实就已经逐渐开始放弃了单一型聚变装置,转而开始研究rong合型。
比如普朗克等离子ti研究所,螺旋石7X会选择和普林斯顿那边的PPPL实验室合作,利用PPPL实验室的磁镜控制技术来优化彷星qi的新古典传输。
亦或者国内的研究的准环对称彷星qi,也是在利用托卡ma克的技术来优化彷星qi。
不得不说,在超导材料应用到可控he聚变技术上后,彷星qi的优势和未来,其实是比托卡ma克装置要大的。
彷星qi需要解决的问题,也比托卡ma克装置要少。
至于他为什么依旧选择在托卡ma克装置上走下去,最大的原因在于托卡ma克装置的等离子tixing能远远超出彷星qi。
没错,目前来说,哪怕是最先进的螺旋石7X,能创造的等离子tixing能放到托卡ma克装置上来说,也不过是普通中等级别的而已。
托卡ma克装置能轻松的实现亿级温度的等离子ti高温,但彷星qi要zuo到亿级温度,得要了老命。
反正现在的彷星qi是zuo不到的。
目前最先进的彷星qi,是普朗克等离子ti研究所的‘螺旋石7X’。
虽然在之前创造了五千万度六分半的历史记录,但实际上达到这个温度的只不过是电子温度而已,它的等离子ti温度只达到2000万度。
尽guan2000万度的温度已经达到了氘氚聚变的最低温度1400万度以上,但在可控he聚变中,温度越高,聚变现象越容易发生,能提供的能量也就越高,这是母庸置疑的。
当然,这只是简单的解释。
事实上真正影响聚变效率的是反应截面,也就是等离子ti中带正电原子he之间互相碰撞的概率。
而影响碰撞概率的因素就是聚变三重积,即反应物质密度,反应温度和约束时间的乘积。
这三重因素越大,聚变的可能xing就越大。
比如等离子ti密度越大,那么等离子ti之间碰撞的概率越高。
就好比你在春运期间被踩脚的概率远大于你平时坐火车被踩脚的概率,因为人多了;
而等离子ti温度越高,代表等离子ti的活跃度越高。
毕竟温度本shen反映的就是粒子运动的剧烈程度,粒子越活跃那么碰撞发生聚变的可能xing就越高。
同样好比春运,如果大家都安静的坐着等车也不容易被踩脚。真正有风险的是大家都走起来上下火车的时候,踩到脚