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o21等离子实验中窥端倪
张冲志在回想中,已走到半路,这时收到威滕教授的电话,询问他走到那里了。
张冲志只好停止回想,暗中动用功力,在几分钟之内赶到高等研究所,威滕教授已动起车来,他上车后立刻出。
达特茅斯大学等离子体实验室实际位于达特茅斯大学的Forresta1校园,与主校区有一定的距离,需要开车过去。
这次做实验的装置叫国家球形环面实验器nsTx-u,它在4115年建造完成后,成为研究等离子体和核聚变的利器,已经取得许多研究成果。
对于托卡马克核聚变实验装置轩辕国也走在了世界的前列,比新6国差一点外,比其他国家先进。
在核聚变过程中,关键要做到两点:
1.如何将核聚变物质点燃。
这不仅需要每个激光器对准的方向控制地异常精确,也需要在这一极短的时间内每个激光器的能量大小需要严格控制,目前新6国“国家点火装置”
可以将192个缴光器聚焦于同一点,而轩辕国的目标是43个。
2.如何将反应中的燃料盛住。
“导托卡马克”
装置的研制就是为了实现能将上亿度的物质存放住,而这个导装置就是将反应物约束在一个密闭的环中,使其高旋转,将其固定在一个密闭的空间中,从而实现了变相盛放。
nsTx-u和轩辕国的easT导托卡马克都是这一类型。
现在除了东罗马国马普协会在玩仿星器,再没有其他国家,查理王国的ITeR还遥遥无期。
看着眼前这个如同八卦图一样的大家伙,张冲志就象在看科幻片一样,对新6国强大的机械制造能力感到惊奇。
十二支长臂向四周引展出去,表面显暗红色,分为两节,角节上都排列着两排激光射枪。再向里是一个银白色的圆盘,就象射电望远镜的接收镜面,再向里就是一个金色的球型空间。
到了上午1o点钟,随着各种准备工作的结束,实验室主任,史蒂芬.考利,接收到一声声报告。
“激光系统准备完毕!”
“液氮注入完毕,可以开启导磁场!”
“起导磁场正常启动,磁场强度达到要求!”
……
史蒂芬.考利一声令下,十二只巨大的红色长臂向上升起,在金色球体的上空交汇在一起,实验可以进行。
随着微量氘和氚元素的注入,在中心快旋转,一百多支激光枪同时出亮光,从四面八方照在中心的混合气体上,立刻产生上亿度的高温,引起等离子体膨胀。
可是四周被强电磁场约束,无法向外扩散,于是在中心产生高温高压的环境,达到核聚变的临界条件,氘和氚生聚变,中心立刻生成一个火球,如同太阳一样出强烈的光芒和恐怖的热量。
融着厚厚的防辐射玻璃,张冲志也能感受到这种来自太阳般的能量,里面的物质都转化为等离子态,在一个有限区域内高旋转、翻滚。
张冲志已经观察过仿星器螺旋石实验,它是利用4兆瓦的微波加热装置,使等离子体反应器内温度迅升高,电子温度达到1亿度,离子温度也升至1ooo万度摄氏度,氢元素等离子体脉冲持续时间达到了6秒。
这个nsTx-u属于托卡马克装置,是采用激光束点燃加热氢元素等离子体。
轩辕国研制的全导托卡马克核聚变实验装置easT成功实现了电子温度过5千万度,持续时间1o2秒的高温长脉冲等离子体放电。
等离子体在内部运行非常狂暴,可以说是混沌状态,对于等离子体观测很困难,只能进行“等离子体诊断”
,而不能插入一根探针观测,因为这样就会极大影响等离子体的运行。
黑星的探索丝也不能插入等离子体内观测,所以张冲志对高温等离子体的观测,只能通过托克马克或仿星体等装置获得。
几乎所有着可控核聚变都离不开等离子体,因为只要温度足够高,电子都会从原子中脱离出来,物质的第四态就会显现。
而对于核聚变等离子体更加难以把握,它可以说是湍流+高强度磁场+外部扰动。
虽然关于等离子体的问题很多,但是对于它的不稳定性湍流,制约等离子体种种难以难捉摸行为的基本方程现在都是知道的,就是nasov和mae11方程,但我们所能做的依然是近似计算或近似模拟。
研究等离子体也无法绕过制约流体运动的okes方程(ns方程)机制和约束大量分子运动的Bo1tzmann方程,但这两个方程现在人们也没有办法求解这些偏微分方程。
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