第401章 核聚变实验成功
赵阳带领团队进行可控核聚变研究已经数月有余,可随着研究的深入,一个个难题也接踵而至。
"报告老大,我们在约束等离子体上又遇到瓶颈了!"磁约束组的小张急匆匆跑来,满头大汗,
"随着温度的升高,等离子体变得越来越不稳定,总是触及容器壁，再这样下去,恐怕连实验都没法进行了!"
赵阳闻言,眉头紧锁，等离子体稳定性,可是聚变反应的生命线，没有一个稳定可控的磁约束环境,高温等离子体就会乱窜,哪还谈得上聚变?
"一定是等离子体的压力梯度太大,超过了临界值 "他低头沉吟片刻,抬手在图纸上划拉着,
"不如这样,我们在环向磁场之外,再加一个垂直磁场,两者叠加,形成双曲线形磁面,这样就能很好地约束住等离子体了!"
小张眼前一亮:"对啊,怎么没想到呢!这就相当于给等离子体穿了个''''紧身衣'''',无论它怎么蹦跶,都跑不出去!"
"就这么办!"赵阳当机立断,眼神坚毅,"我亲自设计垂直场线圈,你去协调超导所提供材料,争取尽快制造出样机!"
小张重重点头,转身小跑着离开。
赵阳则披上大褂,径直来到制图室,埋头苦干了起来。
第二天,垂直场线圈图纸就送到小张手上了， 他惊喜地发现,线圈采用了最新的铌钛超导材料,临界电流密度高达上千安培,完全能满足聚变堆的"吨位"需求!
凭借着超导所的鼎力相助,不到三天,一套崭新的垂直场线圈就在赵阳的亲自指导下诞生了。
"启动!"随着他一声令下,一股无形的力量悄然注入托卡马克装置,瞬间,一个高度对称的磁面犹如"磁茧"般张开,将炽热的氢等离子体严丝合缝地包裹其中。
"成功了!"等离子体诊断屏幕前,众人欢呼雀跃。
环向电流、压力分布、MHD振荡……所有参数都精准控制在安全范围内，这样稳定对称的磁面,简直就是物理学家梦寐以求的"理想磁面"!
"老大,您真是我们的福星!"小张激动地握住赵阳的手,热泪盈眶,"有了双曲线形磁面,咱这聚变堆离点火就不远喽!"
赵阳却摇摇头,脸上难掩凝重之色。
"老张,你太高估我了，约束问题虽然解决了,可离点火成功还差得远呢!"
"您这话怎讲?"小张不解。
原来,就在磁面构型取得突破的同时,激光聚变那边也传来"噩耗"。
由于靶丸内爆过程中出现不对称性,聚变效率远低于预期,甚至连"点火"都无法实现!
"看来,不管是磁约束还是激光约束,要真正实现聚变点火,都还有一座''''大山''''要翻!"赵阳喃喃自语。
他望向窗外,目光深邃。
没错,这座"大山",就是聚变反应的物理本质。
说到底,聚变是一个全新的能量释放方式,其机理远比裂变复杂得多。
粒子间的库仑排斥力,碰撞截面,自持烧效应……每一个环节,都事关成败!
更何况,现有的聚变理论还不够完善,很多物理机制尚不明朗,这就注定了研究之路荆棘丛生,步履维艰。
可是,机遇总是留给有准备的人!
赵阳环视四周,目光坚毅 他知道,这个团队里,有研究院等离子体所的尖端人才,有航天科工的最强工程师,还有青年才俊组成的"梦之队"
"诸位,我们既然选择了这条路,就没有回头的理由!"他缓缓开口,语气铿锵,"攻坚克难,玉汝于成,这不正是科学家的本分吗?"
众人闻言,无不动容 是啊,科学的道路从来就不会一帆风顺,关键时刻,更需众志成城,迎难而上!
"老大,我们怎么干?"小张握紧拳头,跃跃欲试。
"这样,咱们分兵两路 "赵阳环视一周,缓缓布置,"物理组深入研究聚变机理,重点突破高能量增益和稳态燃烧的难关;工程组则全力攻关关键部件,为未来的工程堆扫清障碍 "
"是!"众人整齐划一地应声,斗志昂扬
"还有,各组要加强协同,密切配合 "赵阳叮嘱道,"物理和工程,是相辅相成的 只有二者紧密结合,才能事半功倍!"
大家你一言我一语,对分工达成了高度共识。
散会后,赵阳径直回到办公室,在一堆文献资料中"淹没"了自己。
他着重研读了系统"自持烧"相关的论文:
所谓自持烧,就是聚变反应一旦点火,就可以靠产生的 α 粒子加热等离子体,维持自身的高温燃烧,外界不必再"锦上添花"。
这无疑是实现聚变能商业化的"金钥匙"
"看来突破口就在这里!"赵阳灵光一闪,"只要合理设计靶丸结构,优化激光脉冲波形,一定可以实现内爆压缩对称性,大大提高 α 粒子自加热效率!"
与此同时,他又吩咐工程组从结构强度和热工水力等方面入手,优化堆芯设计:真空室采用低活化铁素体钢,兼顾强度与抗辐照性能;
包层结构由氦冷却,钨面防护,确保靶丸完整性;
热屏蔽包层内侧设置锂铅共晶层,增强气体吸附……
就这样,一个个开创性的设计跃然纸上,一点点优化了未来聚变堆的技术蓝图
果然,有备无患
……
转眼又是三个月过去,这天,聚变研究中心终于迎来了重大时刻——
可控聚变点火实验!
这是一次对 HL-2A 装置综合性能的大考,更是对兔子聚变事业具有里程碑意义的一天
清晨,赵阳一行人就早早来到聚变大厅,开始了紧锣密鼓的准备工作
"真空室气压合格!"
"超导磁体严寒就绪!"
"微波加热功率预设完成!"
随着一道道口令,一项项系统被逐一调试到最佳状态
赵阳环视四周,目光炯炯 他知道,大家都在为这一刻努力了太久,此时此刻,心中的期待和紧张可想而知。
"首长,准备完毕,随时可以点火!"
赵阳郑重点头,环视众人,大声宣布:
"HL-2A 装置开始放电!"
话音刚落,雪亮的电弧瞬间贯穿托卡马克,瑰丽的紫色光晕充斥整个真空室
伴随一阵轰鸣,氘氚燃料在千万级的高温等离子体中迅速电离,开始了疯狂的碰撞与结合
"等离子电流 350 万安培!"诊断屏幕上,一个个参数快速跳动
"离子温度 2 亿度!"
"聚变功率 300 兆瓦!"
所有人的目光,都紧紧盯住了那个最关键的数据——聚变效率
"0.4 0.5 0.6 "随着时间的推移,这个代表着能量放大倍数的数值节节攀升
"上帝啊,千万要成功啊!"每个人的心中,都在默默祈祷
终于,在一片屏息凝视中,聚变效率定格在一个梦寐以求的数字上——1.01!
这意味着,聚变反应释放的能量,首次超过了加热能量,也就是说,HL-2A 装置成功地"点火"了!
欢呼声如潮水般席卷了整个聚变大厅,每一张面孔上,都洋溢着狂喜与激动
"成功了!终于成功了!"
"太不可思议了,咱们终于迈出聚变能利用的第一步!"
一时间,所有人都沉浸在梦想成真的喜悦中,激动得热泪盈眶
赵阳紧紧搂住身边的战友们,泪水已经模糊了双眼
由衷的自豪感油然而生:
是啊,这一天,兔子人盼了太久!
多少年来,我们饱受能源短缺之苦,多少代人,都在梦想着"白送的能源";
今天,当这一切终于成为可能,又怎能不令人百感交集?
"诸位,今天大家都很累了,回去好好休息吧 明天,咱们还要全面评估数据,分析实验得失,为下一阶段工作打好基础 "
……
第二天一早,赵阳组织召开了一个总结汇报会。
"首先,要祝贺大家,咱们终于迈出了可控聚变研究的重要一步!"赵阳首先表达了对团队的肯定。
台下掌声雷动,参会者无不精神焕发。
接着,几个课题组分别就各自负责的任务进行了简要汇报,并对此次点火实验的结果进行了系统总结
"总的来看,实验达到了预期目标,证明了 HL-2A 的综合性能 "物理课题组的刘博士总结道,"这为未来的高参数运行奠定了基础。
"没错,"工程课题组的赵工程师也点头赞同,"各大系统表现稳定,关键设备完好无损,工程设计是成功的 "
"但我们也要看到不足,"赵阳接过话茬,"主要是聚变效率还不够理想,脉冲时间也偏短,离稳态燃烧还有差距 另外,实验过程中也出现了一些失稳迹象,这说明物理机制还需进一步研究 "
"是的,首长,"刘博士赞同地点点头,"比如电流驱动效率不高,就直接限制了等离子体约束时间;等离子体杂质积累,更可能引发辐射崩溃 这些都亟待攻关 "
"总之,这次点火实验揭开了新的篇章,但前路依然任重道远 "赵阳环视众人,语重心长地说,"未来,我们要在 EAST 和 HL-2M 装置上,实现高约束、稳态燃烧,为聚变能的工程应用打下更坚实的基础!为走进''''聚变能时代''''不懈奋斗!"
"是!"在场所有人的目光中,闪烁着必胜的信念。
……
点火实验的成功,无疑极大地鼓舞了中心上下的斗志
大家知道,通往聚变能的道路上,每一步都举步维艰,但只要咬定青山不放松,总有一天会"白云落日长"!
接下来,在赵阳的带领下,大家又全身心投入到新一轮的科研攻关中，
聚变堆工程设计不断优化,关键部件研制突飞猛进,一项项核心技术被逐一攻克:
可动分离腔内衬瓷砖防热设计,解决了靶丸注入难题;
可控气体喷射高频加热,大幅提升了电流驱动效率;
高速高真空泵抽氚处理系统,确保了装置的安全运行……
与此同时,物理机制研究也深入推进:
慢波在等离子体中的色散传播规律被发现,为补充加热提供了新思路;
电流驱动理论进一步完善,实现了更高效的非感应电流驱动;
α 粒子输运机制研究获得重大突破,首次观测到明显的自持特性……
就这样,在一次次的实验和一项项的创新中,曙光在前方若隐若现
转眼又是半年过去,在一次次的试验和改进中,HL-2M 装置的性能更加完善,聚变效率和约束时间都达到了新的高度。
喜欢四合院：眼红系统，全院人麻了红系统，全院人麻了
"报告老大,我们在约束等离子体上又遇到瓶颈了!"磁约束组的小张急匆匆跑来,满头大汗,
"随着温度的升高,等离子体变得越来越不稳定,总是触及容器壁，再这样下去,恐怕连实验都没法进行了!"
赵阳闻言,眉头紧锁，等离子体稳定性,可是聚变反应的生命线，没有一个稳定可控的磁约束环境,高温等离子体就会乱窜,哪还谈得上聚变?
"一定是等离子体的压力梯度太大,超过了临界值 "他低头沉吟片刻,抬手在图纸上划拉着,
"不如这样,我们在环向磁场之外,再加一个垂直磁场,两者叠加,形成双曲线形磁面,这样就能很好地约束住等离子体了!"
小张眼前一亮:"对啊,怎么没想到呢!这就相当于给等离子体穿了个''''紧身衣'''',无论它怎么蹦跶,都跑不出去!"
"就这么办!"赵阳当机立断,眼神坚毅,"我亲自设计垂直场线圈,你去协调超导所提供材料,争取尽快制造出样机!"
小张重重点头,转身小跑着离开。
赵阳则披上大褂,径直来到制图室,埋头苦干了起来。
第二天,垂直场线圈图纸就送到小张手上了， 他惊喜地发现,线圈采用了最新的铌钛超导材料,临界电流密度高达上千安培,完全能满足聚变堆的"吨位"需求!
凭借着超导所的鼎力相助,不到三天,一套崭新的垂直场线圈就在赵阳的亲自指导下诞生了。
"启动!"随着他一声令下,一股无形的力量悄然注入托卡马克装置,瞬间,一个高度对称的磁面犹如"磁茧"般张开,将炽热的氢等离子体严丝合缝地包裹其中。
"成功了!"等离子体诊断屏幕前,众人欢呼雀跃。
环向电流、压力分布、MHD振荡……所有参数都精准控制在安全范围内，这样稳定对称的磁面,简直就是物理学家梦寐以求的"理想磁面"!
"老大,您真是我们的福星!"小张激动地握住赵阳的手,热泪盈眶,"有了双曲线形磁面,咱这聚变堆离点火就不远喽!"
赵阳却摇摇头,脸上难掩凝重之色。
"老张,你太高估我了，约束问题虽然解决了,可离点火成功还差得远呢!"
"您这话怎讲?"小张不解。
原来,就在磁面构型取得突破的同时,激光聚变那边也传来"噩耗"。
由于靶丸内爆过程中出现不对称性,聚变效率远低于预期,甚至连"点火"都无法实现!
"看来,不管是磁约束还是激光约束,要真正实现聚变点火,都还有一座''''大山''''要翻!"赵阳喃喃自语。
他望向窗外,目光深邃。
没错,这座"大山",就是聚变反应的物理本质。
说到底,聚变是一个全新的能量释放方式,其机理远比裂变复杂得多。
粒子间的库仑排斥力,碰撞截面,自持烧效应……每一个环节,都事关成败!
更何况,现有的聚变理论还不够完善,很多物理机制尚不明朗,这就注定了研究之路荆棘丛生,步履维艰。
可是,机遇总是留给有准备的人!
赵阳环视四周,目光坚毅 他知道,这个团队里,有研究院等离子体所的尖端人才,有航天科工的最强工程师,还有青年才俊组成的"梦之队"
"诸位,我们既然选择了这条路,就没有回头的理由!"他缓缓开口,语气铿锵,"攻坚克难,玉汝于成,这不正是科学家的本分吗?"
众人闻言,无不动容 是啊,科学的道路从来就不会一帆风顺,关键时刻,更需众志成城,迎难而上!
"老大,我们怎么干?"小张握紧拳头,跃跃欲试。
"这样,咱们分兵两路 "赵阳环视一周,缓缓布置,"物理组深入研究聚变机理,重点突破高能量增益和稳态燃烧的难关;工程组则全力攻关关键部件,为未来的工程堆扫清障碍 "
"是!"众人整齐划一地应声,斗志昂扬
"还有,各组要加强协同,密切配合 "赵阳叮嘱道,"物理和工程,是相辅相成的 只有二者紧密结合,才能事半功倍!"
大家你一言我一语,对分工达成了高度共识。
散会后,赵阳径直回到办公室,在一堆文献资料中"淹没"了自己。
他着重研读了系统"自持烧"相关的论文:
所谓自持烧,就是聚变反应一旦点火,就可以靠产生的 α 粒子加热等离子体,维持自身的高温燃烧,外界不必再"锦上添花"。
这无疑是实现聚变能商业化的"金钥匙"
"看来突破口就在这里!"赵阳灵光一闪,"只要合理设计靶丸结构,优化激光脉冲波形,一定可以实现内爆压缩对称性,大大提高 α 粒子自加热效率!"
与此同时,他又吩咐工程组从结构强度和热工水力等方面入手,优化堆芯设计:真空室采用低活化铁素体钢,兼顾强度与抗辐照性能;
包层结构由氦冷却,钨面防护,确保靶丸完整性;
热屏蔽包层内侧设置锂铅共晶层,增强气体吸附……
就这样,一个个开创性的设计跃然纸上,一点点优化了未来聚变堆的技术蓝图
果然,有备无患
……
转眼又是三个月过去,这天,聚变研究中心终于迎来了重大时刻——
可控聚变点火实验!
这是一次对 HL-2A 装置综合性能的大考,更是对兔子聚变事业具有里程碑意义的一天
清晨,赵阳一行人就早早来到聚变大厅,开始了紧锣密鼓的准备工作
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"超导磁体严寒就绪!"
"微波加热功率预设完成!"
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赵阳环视四周,目光炯炯 他知道,大家都在为这一刻努力了太久,此时此刻,心中的期待和紧张可想而知。
"首长,准备完毕,随时可以点火!"
赵阳郑重点头,环视众人,大声宣布:
"HL-2A 装置开始放电!"
话音刚落,雪亮的电弧瞬间贯穿托卡马克,瑰丽的紫色光晕充斥整个真空室
伴随一阵轰鸣,氘氚燃料在千万级的高温等离子体中迅速电离,开始了疯狂的碰撞与结合
"等离子电流 350 万安培!"诊断屏幕上,一个个参数快速跳动
"离子温度 2 亿度!"
"聚变功率 300 兆瓦!"
所有人的目光,都紧紧盯住了那个最关键的数据——聚变效率
"0.4 0.5 0.6 "随着时间的推移,这个代表着能量放大倍数的数值节节攀升
"上帝啊,千万要成功啊!"每个人的心中,都在默默祈祷
终于,在一片屏息凝视中,聚变效率定格在一个梦寐以求的数字上——1.01!
这意味着,聚变反应释放的能量,首次超过了加热能量,也就是说,HL-2A 装置成功地"点火"了!
欢呼声如潮水般席卷了整个聚变大厅,每一张面孔上,都洋溢着狂喜与激动
"成功了!终于成功了!"
"太不可思议了,咱们终于迈出聚变能利用的第一步!"
一时间,所有人都沉浸在梦想成真的喜悦中,激动得热泪盈眶
赵阳紧紧搂住身边的战友们,泪水已经模糊了双眼
由衷的自豪感油然而生:
是啊,这一天,兔子人盼了太久!
多少年来,我们饱受能源短缺之苦,多少代人,都在梦想着"白送的能源";
今天,当这一切终于成为可能,又怎能不令人百感交集?
"诸位,今天大家都很累了,回去好好休息吧 明天,咱们还要全面评估数据,分析实验得失,为下一阶段工作打好基础 "
……
第二天一早,赵阳组织召开了一个总结汇报会。
"首先,要祝贺大家,咱们终于迈出了可控聚变研究的重要一步!"赵阳首先表达了对团队的肯定。
台下掌声雷动,参会者无不精神焕发。
接着,几个课题组分别就各自负责的任务进行了简要汇报,并对此次点火实验的结果进行了系统总结
"总的来看,实验达到了预期目标,证明了 HL-2A 的综合性能 "物理课题组的刘博士总结道,"这为未来的高参数运行奠定了基础。
"没错,"工程课题组的赵工程师也点头赞同,"各大系统表现稳定,关键设备完好无损,工程设计是成功的 "
"但我们也要看到不足,"赵阳接过话茬,"主要是聚变效率还不够理想,脉冲时间也偏短,离稳态燃烧还有差距 另外,实验过程中也出现了一些失稳迹象,这说明物理机制还需进一步研究 "
"是的,首长,"刘博士赞同地点点头,"比如电流驱动效率不高,就直接限制了等离子体约束时间;等离子体杂质积累,更可能引发辐射崩溃 这些都亟待攻关 "
"总之,这次点火实验揭开了新的篇章,但前路依然任重道远 "赵阳环视众人,语重心长地说,"未来,我们要在 EAST 和 HL-2M 装置上,实现高约束、稳态燃烧,为聚变能的工程应用打下更坚实的基础!为走进''''聚变能时代''''不懈奋斗!"
"是!"在场所有人的目光中,闪烁着必胜的信念。
……
点火实验的成功,无疑极大地鼓舞了中心上下的斗志
大家知道,通往聚变能的道路上,每一步都举步维艰,但只要咬定青山不放松,总有一天会"白云落日长"!
接下来,在赵阳的带领下,大家又全身心投入到新一轮的科研攻关中，
聚变堆工程设计不断优化,关键部件研制突飞猛进,一项项核心技术被逐一攻克:
可动分离腔内衬瓷砖防热设计,解决了靶丸注入难题;
可控气体喷射高频加热,大幅提升了电流驱动效率;
高速高真空泵抽氚处理系统,确保了装置的安全运行……
与此同时,物理机制研究也深入推进:
慢波在等离子体中的色散传播规律被发现,为补充加热提供了新思路;
电流驱动理论进一步完善,实现了更高效的非感应电流驱动;
α 粒子输运机制研究获得重大突破,首次观测到明显的自持特性……
就这样,在一次次的实验和一项项的创新中,曙光在前方若隐若现
转眼又是半年过去,在一次次的试验和改进中,HL-2M 装置的性能更加完善,聚变效率和约束时间都达到了新的高度。
喜欢四合院：眼红系统，全院人麻了红系统，全院人麻了