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每當晚上陳諾進入書房之後,整座四合院都安靜無比。
包括周邊五十米範圍的其他四合院都得到了通知。
受得了你就受,受不了那就搬走。
敢鬧事,直接抓緊去,管你是什麼後台,就是這麼霸道。
書房內,陳諾拿著論文快速的翻動著。
一直到十一二點的時候,陳諾才放下了近百頁厚的論文,說是論文也不合適,因為這是一份核聚變科普的資料。
揉了揉有些發酸的眼楮後,陳諾閉著眼楮開始在腦海中整理資料。
核聚變是指由質量輕的原子,在超高溫超高壓條件下,發生原子核互相聚合作用,生成較重的原子核,並釋放出巨大的能量。
科學家們根據技術的易難程度和核污染輕重程度,將核聚變分為三代,一代是氘氚聚變和氘氘聚變,二代氘和氦反應。
氘在地球的含量很多,預估有10萬億噸,但考慮到氘的反應截面和韌致輻射問題,隨著溫度的增加,很難做到輸入大于輸出。
氚在自然界的存量大概只有五六公斤,量雖然少,但我們可以從核反應制得,用中子轟擊鋰-6可產生氚,且鋰-6在自然界中的存量也能維持千年之久。
雖然氘氚都有很多,但在核聚變的過程中產生中子,依舊會產生污染,一旦發生泄漏後果不堪設想。
而三代中的氦反應則不會產生中子,即便泄漏問題也不大。
那麼問題又來了,氦3地球上存量極少,但月球上極多,多的能將人類給熬的滅絕了都用不完。
只有完成第一代可控核聚變,人類才能從大量從月球上弄氦3下來,才能徹底的解決地球的能源危機問題。
“所以說三代核聚變才是最終的目標?”
整理完了核聚變的內容後,陳諾自語了一句,又開始整理如何實現核聚變的可控技術。
但可控核聚變談何容易,可控倒是可控,可惜無法持久。
研究了七八十年了,最長也就堅持了一百多秒,且能量增益只有0.5,即點燃核聚變的能量是核聚變產生能量的兩倍。
想要真正實現可控且持久的核聚變的技術難點有兩點,即溫度、約束時間。
溫度,簡單的說怎麼點燃聚變材料,點燃聚變材料大約需要1億度的高溫.
這個問題目前最常用的就是利用多超高功率的激光器同時照射反應物,點燃反應物。
約束時間就是如此高的溫度下,如何保證用于核聚變的爐子不被燒穿。
點燃核聚變的材料和聚變的溫度都達到了1億度,地球上沒有任何一種材料能抗的住這種溫度。
現階段的核聚變為什麼只能持續一百來秒,主要是材料無法維持住核聚變的超高溫高壓。
于是科學家們就發明了托卡馬克,並將聚變材料的原子和原子可分離,做成了可自由流動的等離子體,用托卡馬克制造超強磁場約束等離子體,讓他們懸空高速旋轉,不讓等離子踫到爐壁。
但這樣做就形成了矛盾,點燃聚變材料需要讓材料靜止在某一處,這麼做的後果就是爐子會被燒穿,如果讓材料懸空,就無法準確的點燃聚變材料。
這就是可控核聚變的難處所在。
除此之外,還要解決等離子密度的問題,這既是關系反應的持久性和能量增益的問題,密度低了核聚變自動停止了或者放電不足,反應就是回去了意義。
還要解決聚變產生的電流如何導出的問題,瞬間產生的電流達到mw,現有材料堅持一會兒還好,時間長了就不行。
陳諾長長的嘆了口氣,可控核聚變難嗎?
真不難。
只要找到一種能抗住一億度高溫的材料,可控核聚變就跟喝水一樣簡單。
但以陳諾對材料的理解,估計翻遍整個太陽系都不可能出現這種材料。
“說來說去,想要實現核聚變就需要解決兩個問題,第一個是解決材料問題,最好是常溫超導體,一來能承受超高溫高壓的時間更長,二來是同樣的電流產生更強的磁場,降低能量的投入;
第二條路就是重新設置一套裝置,與新材料配合,產生更強的磁場,將等離子體束縛住,讓這些等離子體按照我們的路線走。”
寫到這里,陳諾停頓了一下,拿著紅筆將等離子路線幾個字畫了個圈,再次陷入沉思。
幾秒鐘後,他在那個圈中畫出幾根線,寫下了不穩定性、湍流、vlasov和maxwell方程、navier-stokes方程、boltzmann方程;
第一個方程是制約等離子體種種難以捉摸行為的基本方程,第二個是制約流體運動的方程、第三個是制約大量分子運動的方程,且都是偏微分方程。
現階段,學術界無法準確的求解這些方程,只能近似-計算或者近似-模擬。
“如果我能求解出這些偏微分方程的解,或者說比現在的近似計算更精準,是不是就能改進現有的托卡馬克裝置了?”
陳諾越想越興奮,其他的數學工作者無法解出這些偏微分方程,但自己或許是可以一試的,他還有系統商城呀,買不起可控核聚變整套資料,這幾個方程的求解總能買的起吧。
陳諾召出系統面板在,在系統商城中翻看了好一些會兒,終于找到了三個方程了,只是看了幾眼,他臉都黑了。
每一個都要十萬名望值,簡直跟搶劫一樣,好在可以買碎片。
不過仔細想想,這些方程也能值這個價,navier-stokes方程簡稱n-s方程,千禧七大數學難題中的一個——納維葉-斯托克斯存在性與光滑性。
如果能搞定navier-stokes方程,那麼在醫學、天氣等等多個領域都有大的突破。
說句夸張的話,只要監測設備和超算能跟的上,用這玩意預測天氣,說局部有雨那就百分百有雨,面積能精確到一百平方米。
“nnd,物理領域的東西最後還需要數學來解決?搞個可控核聚變,最後還得順帶解決一個千禧數學難題和幾個超級的偏微分方程?這不是逼著我把七大千禧難題給全部給搞定嘛?”
難怪系統一開始就引導他將數學提升到了滿級,解決各種數學難題,原來是在這里等著他呢。
數學是一切學科的基礎,決定著其他所有學科的上限,這話現在看一點也不夸張。
梳理到這里,陳諾已經理明白了實現可控核聚變的路徑了。
難歸難,但還是要搞起來的。3