银河科技帝国
时间:2023-05-22 来源: 作者:岭南仨人
说一个咱们日常比较常见的能量单位,电能单位千瓦时(度),理论上1吨标准煤相当于8130千瓦时。
也就是说10克dt核聚变反应,理论上可以产生878040千瓦时的电能,当然理论上这个词语,就是代表难以实现的数值。
而瞬间释放87万千瓦时的能量,这种情况下就必须小心谨慎了,毕竟他们是第一次玩中子压榨机这种东西,还有非常多地方是了解的,小心无大错。
所有的研究员都离开了陈列中子压榨机的实验室,费安明、刘静观等人来的一个控制室里面,工作人员正在远程控制着机器人。
“注入d材料。”
“注入t材料。”
橄榄球形状的真空腔室里面,dt气体被迅速的注入其中。
“注入完毕,启动凝聚态真空腔。”
噼里啪啦……这是凝聚态nn—8—1突然形成和dt原材料产生了中子电离现象,一部分电子和等离子体撞击外层真空室壁发出的声音。
“凝聚态真空腔已经形成,可以进行下一步。”工作人员转过头看着费安明和刘静观两位大佬,毕竟这种历史性时刻,还是要尊重一下大佬的。
“你是所长,你喊吧!”刘静观笑着说道。
“那我就不客气啦!”费安明搓搓手,显然一些紧张起来:“启动中子压榨。”
滴!工作人员立刻按下开关。
静悄悄的中子压榨机之中,已经被包裹在凝聚态真空腔里面的dt气体,被突如其来的nn—8—1挤压在真空腔的中间。
瞬间dt就被nn—8—1电离成为等离子体,但是这还没有完,nn—8—1正在得寸进尺的挤压着dt,仿佛要将它们碾碎一样。
“真空腔的温度和光辐射正在上升之中。”
工作人员话音刚落,凝聚态真空腔里面dt已经被压迫到了极点,突破临界点之后,核聚变反应瞬间产生连锁反应。
在真空腔里面,无数的dt开始疯狂反应起来,d原子核和t原子核被挤压在一起,原子核之间的库仑势垒,再也无法承受这个压力,被迫开始融合。
d原子核具有一个中子和一个质子,而t原子核具有两个中子和一个质子,它们的产物是氦3。
氦3就是由于两个质子和一个中子构成的,这样一来dt反应之中就必须释放出两个中子。
但是凝聚态真空腔里面,中子是无法离开这里的,顿时dt反应更加激烈起来,因为除了光子和中微子可以穿透凝聚态真空腔壁,其他的电子、中子、质子、原子核都无法逃脱。
这些物质疯狂的集中在真空腔里面,让里面的
第三百九十六章 质子链条
秦岭等离子体研究所里面。
一众研究员正在讨论着这一次实验的结果。
“从实验结果来看,中子压榨法是可行的,不过原型机的设计依旧存在非常多问题需要我们解决。”费安明先开口说道。
啪啪啪……众人连忙鼓掌起来,中子压榨法可以实现可控核聚变,这让他们看到了人造太阳的曙光,而不是永远的五十年。
费安明压压手说道:“现在我们先总结一下经验,对于原型机进行改造。”
所有人开始根据实验出现的问题,进行全面的研究。
“我建议不用dt反应,改用dd反应。”杨光明看了一会说道。
“为什么这么说?”费安明问道。
“毕竟我们采用中子压榨法进行核聚变,和传统的热核聚变不一样,温度并不是中子压榨法的第一影响因素,如果采用dd反应,那就不会多出一个中子了。”杨光明解释道。
“我认同用dd来代替dt作为反应材料。”刘静观也点了点头,毕竟在恐怖中子压榨机里面,dt和dd的反应条件不会有太大变化。
而两者反应之后的产物却有区别,dd不会产生自由中子,dt却会产生一个自由中子。
比如我们常见的恒星,事实它们就是由于本身超大的质量产生了极大的引力,进而产生极高的压力,在这个作用下发生氢核聚变,聚变产物是氦,氢聚变成氦依然是绝大多数恒星的燃烧方式。
不过恒星的核聚变是由于自生型压力导致的,而中子压榨机的核聚变是外生型压力导致的。
“另外就是,核聚变的反应程度,或者说反应次数,我们需要控制到哪一个阶段?”杨光明接着提出一个问题。
他之所以问这个问题,是因为氢核聚变主要途径是质子链反应,从恒星核聚变的各个阶段可以得出一些有用的结论。
恒星氢核聚变到一定程度后,亮度会增强,体积会膨胀,会自发地进行氦核的聚变,进入氦反应阶段。
氦核反应的方式是3he=c,3个原子质量为4的氦原子合并成一个碳12原子。
碳12可以再捕获一个氦核变成氧核,氧核也可以捕获氦核变成氖核,但更困难一些。
碳聚变(产物是镁核)和氧聚变(产物是磷、硫)也将进行,但放热的效率远不及氢核聚变了。
当聚变进行到硅聚变(产物是铁核,原子序数26)时,由于聚合成铁以上的元素需要吸收能量,所以一般恒星通过正常的聚变反应,只能到达铁原子这一步。
从上面的恒星核聚变反应链条上来看,氢——氦——碳——氧——氖、镁、硫、磷——硅——铁,一条链条从轻到重。
那这个过程之中会产生多少能量?
非常简单就可以计算出来,那就是氢原子到铁原子的核聚变过程之中,损失了多少质量?这个损失的质量就是这个过程之中释放出来的能量。
如何计算从氢原子到铁原子的核聚变反应之中损失了多少质量?
我们都知道原子由于中子、中子、电子组成,其中计算原子质量的时候,电子可以忽略不计,也就是说原子质量=中子质量+质子质量。
中子的相对原子质量是1.0083,而质子的相对原子质量是1.0079。
铁原子由于26个质子和30个中子构成,26x1.0079+30x1.0083的结果就是56.4544,但是铁原子相对原子质量是55.84,这两个数字的差值0.6144就是铁原子损失的质量。
这个过程之中铁原子损失了1.08%的质量,不要小看1.08%的质量。
要知道从氢核聚变成为氦,这个过程之中损失的质量仅仅是0.63%左右。
实际上从氢原子的铁原子的核聚变过程之中,产生的能量绝对比1.08%的质量要多。
为什么?
因为铁原子由于26个质子和30中子构成,假设由于dd反应开始,
第三百九十七章 金乌展翅
时间来到2020年2月23日。
之前用了放置托卡马克装置的地下广场,现在已经变成了金乌1号的场地。
那个没有什么鸟用的托卡马克装置,被秦岭等离子体拆了,那些还可以使用的常温超导体,则被卖给隔壁x射线基地回炉重造了,顺便回拢了一大笔资金。
加上托卡马克装置的其他东西,一共收回来126亿火星币,这些钱被用于打造金乌1号。
刘静观看了看金乌1号的过程进度,这些天他们进行了6次核聚变发电测试,获得了非常多宝贵的的数据。
测定了dd核聚变反应的临界点,以及不会让dd核聚变反应进入氦核聚变阶段的临界点。
另外他们发现超光辐射现象,这个现象解释了光辐射剂量超预测数据的原因,中子和电子由于无法逃脱真空腔,被堆积的压力进一步挤压之后,会继续将一部分质量转换光子释放出去。
压式—dd核聚变反应之中,光辐射能量输出达到56%左右,另外还有27%左右的能量转换为热量,这个热量会通过nn—8—1传导出去。
剩下17%的能量,就是难以利用的电子、原子动能、中子动能、中微子之类的。
光辐射可以用来激光发电,而热能只能暂时用了烧开水发电了。
“我设计的还不错吧?”张怀德指着金乌1号说道。
“非常不错。”刘静观对于张怀德的能力并没有怀疑。
金乌一号和他们测试的第一台原型机相比,布置和模样区别非常大,原型机是躺在地上的,而金乌1号是立式的。
金乌1号由于四个立式真空腔室组成。为了既可以烧开水,又可以激光发电,真空腔室都进行了特别设计,整个橄榄球形的真空腔室内侧镀了一层反光膜,这些反光膜可以将核聚变的绝大部分光辐射反射。
这个反光膜的方向设计,可是张怀德请光学研究所帮忙设计的,经过超算中心的几十万次模拟,才设计了这个方案。
通过这些特殊设计的反光膜,可以将核聚变产生光辐射,集中到外面三个方向,形成三个光辐射释放窗口。
四个真空腔,一共有12个光辐射释放窗口,这些光辐射释放窗口,就会了解激光发电管道。
之所以设计成为激光发电管道,主要是为了避免光辐射剂量过大,烧毁发电设备,通过一条长度800米的激光发电管道,让光辐射的能量被一层层转换成为电能,以达到分散光辐射剂量的目的。
至于如何烧开水,那就更加简单粗暴了,真空腔室被改造成为导热系数非常好的材料制作,然后四个真空腔室都浸泡在淡水里面。
相当于锅炉直接包裹着四个真空腔室和一部分激光发电管道。
从设计图来看,真空腔室的高度是6.4米,最大半径是1.6米,而锅炉区则是半径16米,高度15米。
锅炉区一旁还有两个蒸汽轮机发电系统。
根据设计四个真空腔并室不是一同工作的,而是类似于发动机的工作原理,注入dd——中子压缩——聚变释能——排出氦灰,这四个环节在四个真空腔室之中往复循环。
其中dd注入口在真空腔室的上方,而氦灰排出口在真空腔室的下方。
张怀德虽然设计过不少托卡马克装置、仿星器,但是设计中子压榨机还是大姑娘上轿头一回,所以设计的反应容量是单室一千克dd。
单室循环一次是20分钟,由于注入dd、中子压缩、排出氦灰三个环节的用时非常短,一般是1、3号真空腔室聚变释能,2、4号真空腔室做其他三个环节。
相当于四个真空腔室,有两个会同时释放能量,每20分消耗2千克dd原材料。
“你们都在啊!”
正在谈话的张怀德和刘静观一听到声音,就知道是谁来了。
“费所,你终于舍得回来了。”张怀德转过身开玩笑道。
“我不仅仅回来了,还带来了金乌1号的激光发电设备,至于蒸汽轮机发电系统还在定制之中,我向中核集团、第一重工定制了相关设备。”费安明笑着说道。
由于银河财团并没有蒸汽轮机制造企业,
第三百九十八章 浮想联翩
2月23日,刚刚好是农历二月初。
万里雪飘的北国,此时立春已过,冰雪消融反而让天气有些返寒。
安省合肥,已经多多少少有一些春暖花开的前奏。
万昆刚从他们研究所的托卡马克装置视察回来办公室,屁股还没有坐热,总工程师沈北海就进来了。
“万所,秦岭那边最近一段时间的动作非常大啊!”
万昆诧异的抬起头来:“他们有什么动作?”
“你去西洲交流这段时间,秦岭那边将托卡马克装置给拆了,整个装置当废品给卖了。”沈北海也是一肚子疑惑。
“把托卡马克装置拆了当废品卖?他们脑袋进水了?”万昆顿时一脸懵逼的说道。
“还不仅仅如此,他们前些天还向中核集团、第一重工定制了60台100万千瓦的超临界蒸汽轮机发电机组。”沈北海继续说道。
“60台100万千瓦超临界蒸汽轮机发动机?”万昆被这个数字吓到了。
60台100千瓦超临界蒸汽轮机发电机组,万昆又不是小白,这些发电机组一小时就可以发电6000万千瓦时,就算是没有百分百功率,发电量也不在少数了。
银河财团又很少发展火电站,他们玩的风电和光电,一下子购买这么多蒸汽轮机发电机组,这是要搞什么?
“这就是我诧异的地方,万所你怎么看?”沈北海问道。
万昆沉思起来,无数的念头在脑海中闪过,排除了所有的不可能,剩下的就算是他们的核聚变发电技术获得了突破性进展。
“北海,你看有没有可能是秦岭那边的核聚变发电技术获得突破?”
“我也拿捏不准,毕竟银河科技的那帮人,谁知道他们有多少黑科技。”沈北海摇头苦笑起来。
突然万昆拍了拍自己额头:“我们在这里猜来猜去有什么用,北海你和秦岭的刘静观关系不是挺好的,可以打个电话探一下口风。”
沈北海苦笑道:“呵呵,你以为我没有打过,刘静观现在电话打不通,好像秦岭等离子体研究所都不允许对外交流。”
“竟然连交流都不允许了?”万昆没有想到秦岭等离子体研究所已经完全密封了,这种不同寻常的气氛,作为老油条的万昆当然已经感觉到其中的不对劲。
一时间国内各个核聚变研究所,都在诧异秦岭等离子体研究所的大动作,毕竟都上发电机组了,如果没有突破性进展,定制发电机组来干什么?难道买回来生灰?
这么多超临界蒸汽轮机发电机组可是要真金白银去买的,就算是和火电站的发电机组不一样,不需要火电站的相关配套设施,那个造价也不在少数。
之前鲁省投资的一个火电站,拥有两台100万千瓦超临界蒸汽轮机发电机组,第一期总投资就是79亿华元,除去其他杂七杂八的费用,估计一台100万千瓦的发电机组需要10亿华元。
事实上秦岭等离子体研究所承包给中核集团的价格是12亿华元一台,60台整整720亿华元的订单。
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