秦嶺等離子體研究所裏面。看書否 m.kanshufou.com
一眾研究員正在討論着這一次實驗的結果。
「從實驗結果來看,中子壓榨法是可行的,不過原型機的設計依舊存在非常多問題需要我們解決。」費安明先開口說道。
啪啪啪……眾人連忙鼓掌起來,中子壓榨法可以實現可控核聚變,這讓他們看到了人造太陽的曙光,而不是永遠的五十年。
費安明壓壓手說道「現在我們先總結一下經驗,對於原型機進行改造。」
所有人開始根據實驗出現的問題,進行全面的研究。
「我建議不用dt反應,改用dd反應。」楊光明看了一會說道。
「為什麼這麼說?」費安明問道。
「畢竟我們採用中子壓榨法進行核聚變,和傳統的熱核聚變不一樣,溫度並不是中子壓榨法的第一影響因素,如果採用dd反應,那就不會多出一個中子了。」楊光明解釋道。
「我認同用dd來代替dt作為反應材料。」劉靜觀也點了點頭,畢竟在恐怖中子壓榨機裏面,dt和dd的反應條件不會有太大變化。
而兩者反應之後的產物卻有區別,dd不會產生自由中子,dt卻會產生一個自由中子。
比如我們常見的恆星,事實它們就是由於本身超大的質量產生了極大的引力,進而產生極高的壓力,在這個作用下發生氫核聚變,聚變產物是氦,氫聚變成氦依然是絕大多數恆星的燃燒方式。
不過恆星的核聚變是由於自生型壓力導致的,而中子壓榨機的核聚變是外生型壓力導致的。
「另外就是,核聚變的反應程度,或者說反應次數,我們需要控制到哪一個階段?」楊光明接着提出一個問題。
他之所以問這個問題,是因為氫核聚變主要途徑是質子鏈反應,從恆星核聚變的各個階段可以得出一些有用的結論。
恆星氫核聚變到一定程度後,亮度會增強,體積會膨脹,會自發地進行氦核的聚變,進入氦反應階段。
氦核反應的方式是he=c,個原子質量為的氦原子合併成一個碳原子。
碳可以再捕獲一個氦核變成氧核,氧核也可以捕獲氦核變成氖核,但更困難一些。
碳聚變(產物是鎂核)和氧聚變(產物是磷、硫)也將進行,但放熱的效率遠不及氫核聚變了。
當聚變進行到矽聚變(產物是鐵核,原子序數)時,由於聚合成鐵以上的元素需要吸收能量,所以一般恆星通過正常的聚變反應,只能到達鐵原子這一步。
從上面的恆星核聚變反應鏈條上來看,氫——氦——碳——氧——氖、鎂、硫、磷——矽——鐵,一條鏈條從輕到重。
那這個過程之中會產生多少能量?
非常簡單就可以計算出來,那就是氫原子到鐵原子的核聚變過程之中,損失了多少質量?這個損失的質量就是這個過程之中釋放出來的能量。
如何計算從氫原子到鐵原子的核聚變反應之中損失了多少質量?
我們都知道原子由於中子、中子、電子組成,其中計算原子質量的時候,電子可以忽略不計,也就是說原子質量=中子質量+質子質量。
中子的相對原子質量是00,而質子的相對原子質量是00。
鐵原子由於個質子和0個中子構成,x00+0x00的結果就是,但是鐵原子相對原子質量是,這兩個數字的差值0就是鐵原子損失的質量。
這個過程之中鐵原子損失了0的質量,不要小看0的質量。
要知道從氫核聚變成為氦,這個過程之中損失的質量僅僅是0左右。
實際上從氫原子的鐵原子的核聚變過程之中,產生的能量絕對比0的質量要多。
為什麼?
因為鐵原子由於個質子和0中子構成,假設由於dd反應開始,那就需要0個氘素才可以核聚變一個鐵原子,0個氘素之中還有個質子多出來,這些多的質子或者中子同樣攜帶着巨大的能量。
劉靜觀想了想說道「我們最好一步一步來,先從氫核聚變到氦這個階段開始。」
「我也這麼認為,先確認氫核聚變到氦這個階段的臨界數據。」費安明附和道。
「如何發電也是一個值得研究的課題。」張懷德也提出一個問題。
聽到這個問題所有人都沉思起來,中子壓榨機和一般熱核反應不一樣,中子壓榨機由於nn——的材料特性,只有光子和中微子可以逃脫,其他物質都被束縛在真空腔裏面。
而兩個氫原子核(質子)相撞結合後放出一個正電子和一個中微子,形成一個重氫核(原子核內有一個質子和一個中子)。
然後這個重氫核再與一個質子結合,放出一個γ光子,形成一個氦核(原子核內有兩個質子和一個中子)。
第三步,兩個氦核結合組成一個氦核(原子核內有兩個質子和兩個中子),同時放出兩個質子。
總的反應是四個氫核經過聚變反應,形成一個氦核同時放出兩個正電子、兩個中微子和兩個γ光子。
中微子目前沒有辦法利用,而電子無法突破nn——材料,剩下可以利用的就是光子。
「從反應了看,我們可以利用的就是光輻射,光輻射占釋放總能量左右,不過今天實驗之中為什麼光輻射會超過預計那麼多?就算是多了一次氦核聚變,有沒有理由超出這麼多?」楊光明百