第218章 材料!材料!
2024-11-08 13:11:41 作者: 正律和鳴
第218章 材料!材料!
時間緩緩過去了。
雖然蕭易認為托卡馬克裝置的問題很大,但他還是嘗試性地向這個方向進行更多次的模擬。
畢竟不論如何,托卡馬克裝置都是目前學術界所認為的,最有可能實現可控核聚變的裝置,其也確實有相當大的優點,其結構簡單——至少比起仿星器這樣的聚變裝置來說要簡單不少,同時還能夠實現對等離子體的強大約束等等。
如非必要,他也不會直接將托卡馬克徹底的放棄。
為此他在數天的時間內,嘗試了球形托卡馬克、雙環托卡馬克、D形、橢圓形等多種托卡馬克的結構。
然而,不管他如何改變,最終的結果都是差不多一樣。
約束容易,提取難。
「難道,最終還是需要放棄托卡馬克?」
蕭易的腦海中忍不住想到。
在各種思考之中,他最終開始轉換思路,暫時將目光瞄向了仿星器。
仿星器是除了托卡馬克以外研究最多的一種核聚變裝置,其最大的缺點就是,對於製造的精度要求很高。
仿星器這個名字來自於對恆星內部核聚變的模擬,其英文名叫Stellarator,意思是恆星發電機。
與托卡馬克主要依靠環向和極向磁場不同,仿星器使用一系列扭曲和變形的磁場線圈來產生複雜的三維磁場。
而這些扭曲變形的線圈,也就為生產過程帶來了相當大的難度。
畢竟,從設計的目的上,是需要這些線圈提供足夠精準和穩定的磁場,從而實現對內部高溫等離子體的控制。
但是,如果在製造的過程中,一旦產生了稍微些許的偏差,然後在上億度高溫這樣的極端條件下,就很有可能對內部的某些不希望發生損耗的部位造成十分巨大的傷害,從而減少仿星器的壽命。
甚至也不排除會發生意外的可能。
所以到目前為止,也一直都沒有比較成功的仿星器被研發出來。
不過,對於蕭易來說這就無所謂了,反正他主要還是借鑑一下這種裝置的內部結構。
仿星器這種裝置就沒辦法像東方超環一樣直接拿到設計圖紙了,不過,對於蕭易來說倒也不算特別麻煩,根據一些論文還有網上可以找到的資料,他就直接發動完美工程,在腦海中自己打造出來了一個。
就這樣又是數天過去。
……
時間逐漸接近了年底,而在這段時間內,發生的事情當然也很多。
在PDE工業聯盟這方面,因為蕭易完成了NS方程一般化條件下的證明,所以也讓更多公司都越發看好PDE工業聯盟的前景,因此也又一次吸引了相當多的公司的加入,其中外國公司的占比也越發多了起來。
PDE工業聯盟,逐漸可以稱得上是一家國際性的組織了。
而另外一邊,美國今年於舊金山召開的聯合數學會議,也已經結束了。
這場聯合數學會議,本來有相當多的數學家都期待著能夠在這場會議上看見蕭易的NS方程證明報告會,但遺憾的是一直到會議開始的前一天,他們也都沒有收到相關的信息。
正當他們失望之餘,然後就得知了從華國科學技術大學這邊傳出的,蕭易將在三月份中旬舉辦NS方程證明報告會的消息。
這個消息一出,立馬就在學術界引起了十分廣泛的關注。
儘管論文中的描述已經足夠詳細了,但是人們仍然期待著蕭易的報告,來為學術界提供更多的解釋。
一時間,便有相當多想要參加這場報告會的各國數學家、數學愛好者們購買了前往華國的機票。
正巧現在有144小時華國免簽的政策,算起來也有個六天的時間,足夠他們來聽一場報告會了,甚至還能夠在這邊旅遊個幾天。
而徽省和肥市政府在得知了這件事情之後,更是高興的一批。
開玩笑,他們何德何能,居然還能夠舉辦這種國際性的學術會議,甚至吸引的還是全球各種頂尖的數學家。
以前這種活動都是在上京舉辦的,像是2002年的國際數學家大會,還有之前蕭易那次關於哥德巴赫猜想的證明報告會。
他們對於這樣的重要學術會議都只能在一旁羨慕著。
沒想到,現在他們也終於有了這樣的機會。
看來當初在蕭易身上花的那些錢,回報率還在升高!
於是為了迎接這場重要的報告會,省政府和市政府都開始做起了相關的準備。
包括場地的準備,還有到時候如何迎接那些國際上的數學家們。
當然,也並不僅僅只有數學家,還有數學物理學家、流體力學專家等等相關的研究人員,也不會缺席這場報告會,雖然他們可能聽不懂數學上面的證明,但是這並不妨礙他們去向蕭易學習一下蕭氏空間方面的內容。
眾所周知,蕭氏空間才是讓NS方程得以證明的關鍵所在,同樣的,利用蕭氏空間來模擬流體,也是一個已經得到公認的好方法。
總而言之,這次預計來華的外國遊客們,覆蓋的範圍還是比較廣的,而且普遍都是高知識分子,對於華國來說,也正需要這樣的人才。
萬一能夠留下那麼幾個人才呢?
就是苦了那些負責為這場報告會做準備的工作人員了。
馬上就要過年了,他們還得為了這場三月份開始的報告會做準備。
不過,考慮到這場報告會是源自於一個世界級數學難題的證明,又是和蕭易有關係,他們的心中倒是也沒有那麼難受了。
怎麼說也是給他們華國人長臉的報告會嘛。
……
2024年的2月5日。
等離子體所。
距離2月9日的除夕只剩下四天了。
而東方超環這邊也已經準備好了點火前期的所有準備。
蕭易也在這一天被邀請了過來。
按照之前黎江安說的,今天將由他負責按下點火鍵,來點燃這次的人造太陽。
控制中心。
「真空組,報告當前真空狀態。」
趙展游的手中拿著對講機,對著裡面問道。
「真空組已就位,主反應室壓力穩定在1.0*10^-6托,符合實驗要求。」真空組的組長回復道。
「控制室收到,磁約束組,磁場線圈的運行狀態檢查完畢了沒?」
「還在檢查磁場分布圖中,馬上完成。」對講機中傳來了磁約束組工程師的聲音。
「加快速度。」
趙展遊說了一聲,隨後他看向了旁邊的蕭易,笑呵呵地問道:「蕭教授,聽說3月份的時候你就要舉辦NS方程的報告會了?」
蕭易點頭道:「是的,3月15號。」
「嘖,聽說現在全省都在為這件事情做準備了。」趙展游感慨了一聲:「真不愧是千禧年七大難題啊,這聲勢就是大。」
蕭易笑了起來:「等到可控核聚變實現的那一天,恐怕就算是黎曼猜想被證明也比不上了。」
趙展游聳聳肩,說道:「這兩件事情,一個比一個遙遠。」
他也沒忘記攛掇蕭易研究核聚變的事情,於是就借題發揮了起來:「不過蕭教授,你若是先來幫我們研究核聚變的話,說不定就能夠看到那樣的一天了。」
蕭易哭笑不得,說道:「那我幹嘛不去研究黎曼猜想呢?畢竟你可別忘記了我是一名數學家。」
「呃……說的倒也是。」
趙展游一愣。
不過就在這個時候,對講機中傳來了磁約束組那邊工程師的聲音。
「磁約束組報告:所有超導磁體冷卻正常,螺旋磁場線圈和環向磁場線圈均已達到預設電流強度,磁場分布圖顯示無異常。」
「控制室收到!」
聽到對講機中的報告,趙展游便不再和蕭易閒聊了,嚴肅起來,對著對講機說道:「等離子體加熱組,準備啟動中性束注入和射頻加熱系統。」
「等離子體加熱組已準備就緒,中性束注入器和射頻加熱器均已校準,等待啟動命令。」
「診斷組,確認所有傳感器和探測器正常工作。」
「診斷組報告:所有診斷設備,包括湯姆遜散射儀、干涉儀和柔性X射線探測器,均已通過測試,數據採集系統正常。」
「好!」趙展遊說道:「現在各組均已準備好,接下來我就將指揮權交給蕭易教授了。」
隨後他便將手中的對講機交給了旁邊的蕭易。
「準備點火了。」
蕭易頷首,接過對講機後,便走到了控制台前。
控制台上面有一個電閘,控制著電流的通入。
只要拉下這個電閘,就會迅速向各個線圈輸入龐大的電流,對內部進行加熱。
所謂核聚變Q值中的輸入值,指的也就是這部分輸入的電流了。
蕭易深呼吸了一口氣,他還是第一次搞這種事情,心中還是有點小刺激的。
隨後,他便對對講機裡面說:「各位好,我是蕭易,接下來由我負責指揮。」對講機中傳來了各組的回應聲:「蕭教授好!我們這邊都只等伱下達命令了!」
蕭易笑了笑,隨後便說道:「好了,各組注意,準備進行點火,所有人員進入最高警戒狀態。」
「現在開始倒數!」
「10!」
「9!」
「8!」
「……」
「1!」
「點火!」
隨著蕭易拉下了閘口,整個控制室的燈光變暗,所有的目光都集中在中央的大屏幕上,顯示著等離子體的實時數據。
對講機中也迅速傳來了各組的聲音。
「真空泵啟動,開始抽氣。」
「磁場線圈預熱,電流上升至設定值。」
「開始中性束注入,射頻加熱系統同步開啟!」
屏幕上,等離子體逐漸成形,溫度也迅速上升。
而在中央大屏幕上,等離子體電子密度和溫度也在不斷攀升,接近預期的點火條件。
大概四十多秒之後,診斷組負責人激動的聲音便響了起來:「等離子體溫度達到1億度!」
一億度!
基本達到了核聚變反應的要求。
核聚變之所以需要高溫,就是為了利用在如此高溫下,各種粒子具有極高的動能,能夠克服粒子之間的強相互作用力,從而相撞在一起,發生聚變反應。
溫度越高,粒子所具有動能也就越強,發生碰撞的概率也就越高,聚變反應也就越激烈。
當然,實際上幾千萬度的時候就已經會發生核聚變了,像是太陽的核心就達到了1500萬度,不過,太陽那是因為其中心還有上千億倍的大氣壓,在這種大氣壓下,發生核聚變的概率就要更高一些。
至於人造太陽,在氣壓方面肯定是達不到那種條件,中間都還差好幾個數量級呢,更何況就算真的能夠達到,但哪怕是從安全角度考慮,估計任何政府也不可能會允許有這樣一個設施建在境內。
開玩笑,如果真的能夠造出一個上千億倍大氣壓的裝置,那可是真的把太陽搞到地球上面來了,這要是炸了,那可就真的等於太陽在地球上炸了。
東方超環內。
隨著溫度來到一億度之上後,等離子體密度也開始迅速上升,同樣的,核聚變的反應也逐漸劇烈了起來。
中央大屏幕上的一條紅線不斷上升,所有人都幾乎屏住了呼吸,等待著關鍵時刻的到來。
直到上面的數值突破了1.57×10^20/m^3這個數據之後,整個控制室中都響起了一片歡呼聲。
「等離子體密度已經超過之前的格林沃爾德極限了!而目前的等離子體流仍然穩定!」
「牛逼!」
「奈斯!」
「……」
一片歡呼聲中,蕭易也是微微一笑,不過,他的目光卻是盯著旁邊的另外一個屏幕,這個屏幕上面顯示的是通過紅外探測儀對內部等離子體進行的是實時建模。
能夠讓他們直觀地看見內部等離子體流的運行軌跡。
蕭易看著這上面的流體運行軌跡,開始發動完美工程,在腦海中模擬出這些軌跡過程,並且思考著,在這種軌跡之下,又該如何利用其中的能量?
但最終的結論是,仍然沒有很好的辦法。
磨損依舊是一個關鍵問題,並且受限於托卡馬克本身的結構,也會讓這樣的磨損變得更加的嚴重。
「材料仍然是關鍵……」
蕭易眯起了眼睛。
「但光是解決了材料問題,也遠遠還不夠,以托卡馬克的磨損程度,會過於嚴重。」
「並且關鍵的問題是,托卡馬克的內部,並不方便更換被損耗的內壁材料。」
「所以,需要加入一個緩衝區,當聚變裝置內部更換壁材料的時候,能夠將等離子體流控制在緩衝區中,而不會進入到發電區。」
「此外還有……」
蕭易的心中逐漸思索了起來。
「但最關鍵的,還是材料!」
「第一壁材料問題不解決,核聚變的實現就永遠只會在50年之後!」
材料!材料!
縱觀人類發展路上的一切,材料都是永恆不變的關鍵問題。
科幻作品中那些令人暢想的超級科技,也都需要更加先進的材料。
比如太空電梯所涉及到的超強碳納米管。
再比如戴森球所需要的超強材料。
還有室溫超導體等等。
哪怕是不那麼科幻點的,單說宇宙飛船中所需要的材料技術,也是一個始終存在的問題。
但那些聽起來不可思議的材料真的會存在嗎?
蕭易的心中甚至不由去想,費米悖論中,外星人在哪裡?
也許那些外星人也在思考著,材料技術,究竟能夠突破到哪種程度呢?
「等離子體密度突破2×10^20/m^3了!」
周圍又是一陣激動的聲音響起,將蕭易喚醒。
一看大屏幕,距離2.12這個數字,已經相當接近了。
他嘆了口氣,算了,想那麼多幹嘛呢?
還是把心思放在當下吧。
但不管如何,他都要去嘗試研究一下第一壁材料。
科學技術的發展,到底能夠走多遠,第一壁材料,也許將能夠做一個簡單的回答。
成功,就代表前路無窮盡。
不成功……
那就再說吧。
但總之,他現在已經真正將
「2.12!新的極限到了!」
旁邊的聲音提醒了蕭易。
他立馬拿起了對講機:「好了,現在開始控制燃料注入,保持等離子體密度穩定在2.12×10^20/m^3!」
「是!」
……
約莫保持了一百多秒後。
本次點火實驗就結束了。
最終的結果無疑是喜人的。
首先是完成了一億度之上運行了150秒的成績。
其中包括了在1.6億度運行了39秒。
除此之外,最重要的成果就是驗證了新的格林沃爾德極限了。
在2.12×10^20/m^3這個密度下,等離子體流仍然相當的穩定,十分的安全,這表明了,在相同的條件下,核聚變可以輸出的能量,還可以更高!
相關的消息一經發出,便迅速登上了國內的熱搜榜。
當然,格林沃爾德新極限的驗證,也再一次讓全世界都投來了關注的目光。
只不過,相比較這些好消息來說,等離子體所這邊覺得更好的一個消息是——
蕭易決定接受邀請,成為等離子體所的研究員,並且加入到可控核聚變的研究當中!
(本章完)