大国院士第五百四十九章 换一种聚变方式

办公室中徐川和梁曲闲聊了一会听了一下后续的工作安排。

仿星器的实验他已经没有插手了几乎都放给了能源研究所这边安排华星聚变装置的第一次运行数据还是相当的漂亮的。

不过他还是有一些其他方面的担忧。

当然他并不是担心仿星器无法实现真正的点火运行这个点他不担心。

由综合型托卡马克装置改变成先进型仿星器装置路线更换的过程中需要调整的东西虽然有不少但核心仍然是建立在磁约束理论的基础上的。

而磁约束的核心摸过等离子体湍流的数控模型、第一壁材料和约束磁场这三大块了。

这三块核心在破晓聚变装置上他们早就搞定了。

徐川担心的原本有两块第一块是小型化的可行性另一个则是仿星器的功率可能不足即实现点火后引导出来的能量可能远远不够。

第一个问题从如今的实验数据来看已经没什么太大的问题了。

但第二个问题还不知道是什么情况。

仿星器的优点在于等离子体湍流的控制比托卡马克装置要强很多但它的功率也是公认的比托卡马克装置要低。

它的输出很难或者说几乎无法和托卡马克装置相比了。

这是因为仿星器的结构而注定的事情也是徐川最为担心的一块地方。

尤其是的小型化后功率可能会更低低到产生的能量完全不够的地步。

毕竟体积小了反应堆腔室中能容纳的等离子体数量也会更少而氘氚等离子体的数量少的话其碰撞形成聚变的概率也就更小。

可控核聚变反应堆并不是说实现了点火稳定了等离子体湍流的运行完成了氘氚聚变并能将能量引导出来就行了。

这些只是聚变的基础而在基础上还有个东西叫做Q值。

这里其实涉及到怎样才能算是“实现了可控核聚变”这一个概念。

可能会有很多人认为只要是维持了反应堆腔室中等离子体运行让其聚变并且能引导出来能量就是实现了可控核聚变。

但实际上严格意义上来说并不是。

核聚变不是随随便便就可以点燃的我们需要先向反应炉输入能量才有可能从中得到输出的能量（这指的是通过ICRF加热天线提升等氘氚离子体的温度让其碰撞聚变产生更多的温度）。

如果将输入的能量看做‘输入X’那么在维持等离子体运行的基础上从反应堆中引导出来的能量就是‘输出Y’。

而Y-X的差值就是所谓的Q值。

只有当Q值等于一的时候反应堆才能不需要外界的能量输入依靠自身的聚变反应来维持稳定。

而Q值超过1则代表值反应堆可以向外面输出能量Q值越高输出的能量也就越高。

但由于目前的科技发电站并不能对核聚变产生的能量进行 100%的转化理论上来讲能达到40%至50%就非常了不起了破晓聚变堆使用了磁流体机组+传统热机也就达到了73%而已。

再加上其他的各种损耗粗略的进行估算Q值等于2.5的时候可控核聚变就可以“保本”即投入的‘钱’和发电产出的‘钱’平衡了。

只是显而易见的是光是“保本”是不行的考虑到庞大的基础设施以及后续的维护成本科学家普遍认为可控核聚变的“Q值”至少要大于50才能算是真正实现了可控核聚变技术。

而破晓聚变装置的Q值超过三位数。

这也是徐川当初选择托卡马克装置作为目标的原因托卡马克装置的内部温度更高反应堆腔室规整能容纳的氘氚等离子体更多产生的Q值会更大。

听着徐川提出的这个问题梁曲思索了一下回道：“提升聚变的温度或许可以解决这个问题？” 徐川点了点头道：“这的确是一个办法可以考虑。

不过提升温度对于仿星器来说一方面难度较大另一方面可能有点治标不治本。

” “环形磁场中的带电粒子一般需要沿环运动多圈才能连接底部和顶部从而进行有效地中和电荷积累。

但这一点对仿星器很不利仿星器的各种形态的线圈数目非常多且极不规则会形成大量局部磁镜。

” “而磁镜是可以在一定程度上约束带电粒子的这将导致一些粒子被“捕获”在局部磁镜中无法完整地完成环向运动也就不能消除磁场曲率和磁场梯度带来的漂移进而导致粒子损失。

” “特别是用于加热其它粒子的高能离子由于碰撞频率很低一旦被局域磁镜捕获就几乎逃不出来损失很快。

这对于聚变堆的自持加热（聚变反应产生的3.5 MeV氦原子核加热氘和氚）是极为重要的。

” 梁曲提出的建议的确可行因为温度越高粒子的活跃性就越高越是活跃产生的碰撞几率就越大。

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