第112章 展望核聚变(第2/3 页)
“当等离子体的温度达到几亿度时,原子核就可以克服斥力聚合在一起。如果同时还有足够的密度和足够长的约束时间,这种聚变反应就可以稳定地持续进行。
“因此,等离子体的温度、密度和约束时间三者乘积称为‘聚变三重积’。当它达到10的22次方时,聚变输出的功率等于为驱动反应而输入的功率,超过这一基本值,反应才能自持进行。
“按照三重积的量级,想达成热核聚变反应,需要特殊的反应容器,以获取和维持足够的反应条件。
“最初有三种利用磁场来约束等离子体的方法。
“第一种是‘磁笼’。根据电磁定律,运动中的带电粒子会在磁场的作用下发生弯曲,而磁场是可以用通电线圈营造出来的。
“‘磁笼’是用线圈营造出一个特殊形状的机器,等离子体在抽成真空的容器中绕圈运动,在磁笼的约束下形成一个闭环,这样就可以不用接触容器壁了。
“第二种‘磁镜’,是可以让以直线运动的等离子体,在到达真空管道的一端后被弹回来,就像光线被镜子反射回来一样。
“第三种‘箍缩’,是利用等离子体在有电流通过时会自动收缩的特性,用放电的方式对等离子体进行压缩,将核聚变材料约束在电流线的周围,不让它碰到容器壁。
“到了现在,主要采用磁约束聚变和惯性约束聚变两种不同途径。
“惯性约束聚变(inertialconfinementfusion,icf)是利用激光或激光产生的x射线作驱动源,均匀地加热装填氘氚燃料的微型球状靶丸外壳表面,形成高温高压等离子体并向外喷射,产生反冲压力,快速地向内压缩靶丸未加热的部分,使氘氚主燃料层密度达到每立方厘米几百克质量,并在氘氚燃料芯部形成高温高密度热斑,点燃聚变反应。
“燃烧从中心向外迅速地在被压缩的主燃料层中传播,靶丸自身的惯性约束高温高密度燃烧需要足够长的时间,进行充分的燃烧后,放出大量聚变能,获得能量增益。
“基于激光的反应堆,可以让核聚变在很短的时间内发生。但需要将数百束激光束聚焦在一个目标上,每秒加热目标10次,需要很多能量。相关的实验,现在还没有跨过净能量增益的门槛。
“而且从工程角度来看,是非常困难的。需要体育场那么大面积,强大的激光束,可以创造出像恒星和巨行星的核心,以及核武器爆炸时的温度和压力…
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