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第57章 热核聚变反应堆方案

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实验室里,沈渊正专心钻研着热核聚变的相关知识。

突然,星海兴奋的电子音响起:“沈渊!热核聚变反应堆的可行性方案终于推演完了!”

沈渊一下子坐直了身子,大手一挥,关闭了眼前显示的资料投影,急道:“真的?快!赶紧把资料投到全息投影上!”

袄炫光闪过,一个泛着金属光泽的三维模型缓缓旋转着悬浮在空郑

沈渊赶紧凑过去,同时问道:“星海,氦 - 3 聚变到底靠不靠谱?先给我道道。要是还不如冷核聚变,那咱好像也没必要费这劲去研发了。”

“氦 - 3 聚变的优势那可太顶了!同等体积下,输出功率最少是冷核聚变10倍以上!”

星海的声音带着数据流滚动的音效,模型内部随即透明化展示。

“同时反应产物只有质子和氦 - 4,中子产量极少。

这就意味着中子辐射损伤和放射性废料的问题,直接就不是事儿了!”

沈渊眉头微皱,一脸嫌弃:“得了吧,不可能只有好处没坏处,难点肯定也不少,赶紧老实交代!”

“确实有硬骨头要啃!” 星海的声音变得严肃,模型表面泛起刺目的红光。

“它的反应截面太了,点火需要高达 1.5 亿度的高温,比太阳核心还猛!

普通材料扔进去,瞬间就汽化消失,点火难度堪称地狱级别。”

“那可怎么办?常温超导磁场约束等离子体可以解决吗?” 沈渊在操作台前来回踱步思考着。

“别慌!关键救星来了 ——一号振金材料和常温超导!”

星海展开模型内壁,暗金色的一号振金纹路闪烁着。

“可以用一号振金来做堆芯第一壁材料。

它不仅能承受极高的温度,还能把带电粒子的动能直接转化为电能。

而常温超导材料,则负责生成高磁场,实现快速响应控制。”

沈渊摸着下巴,眼神透着思索:“但是氦 - 3 聚变中子少,振金原本用于中子动能转换的用途,岂不是得变一变?”

“完全正确!” 星海立刻调出微观画面。

“现在要调整振金的应用,更侧重高温防护和直接能量转换。

就拿氦 - 3 反应产生的高能质子来,可以通过电磁场引导它们到转换层。

或者利用一号振金的压电效应,直接把质子的能量转换成电能。”

“对了!氦 - 3燃料消耗大吗?目前基地在月球的开采量是否能满足一年消耗?” 沈渊一拍操作台,大声问道。

“这事儿不用愁!月球上氦 - 3 燃料多的是,咱加大开采力度就行,完全没问题!”

星海展示出星系图,月球基地的光点闪烁着。

“目前在月球上只是少量开采用于实验。

不过从长远考虑,还是得加入氦 - 3 增殖系统,以防万一。”

“啥?氦 - 3 增殖系统?” 沈渊满脸惊讶,这可太出乎他意料了。

“没错!通过振金量子共振腔对少数高能质子进行改性人为生成中子,对月球土壤中的锂 - 6 进行辐照从而触发反应,生成的氚(3h)发生 β 衰变。

然后利用一号振金纳米催化剂,将衰变过程加速至人工调控模式。

使氚的衰变时间缩短至 3 个月,进而转化为氦 - 3。

其中,转化出来的氦 - 3 里70% 可直接用于聚变反应。

剩余30% 重新注入锂靶材包层,作为后续增殖反应的起始原料。

通过这种方式,使每单位氦 - 3 燃料得以循环利用。

理论上增殖效率可达 430%,即实现氦 - 3 的净增长。

然而,以当前技术水平,实现这一理论增殖效率尚不可校

但显着减少氦 - 3 的消耗是可行的,最多可降低 80% 的燃料消耗量。”

“啥?还能这么搞?太牛了!” 沈渊完全没想到星海能搞出这么厉害的黑科技。

突然,沈渊指着模型,眼神疑惑:“等等!为什么氦 - 3 反应主要是 d - he3,而不是纯 he3 - he3 呢?”

“因为纯 he3 - he3 反应需要更高的温度条件。”

星海迅速切换数据对比:“相比之下,d - he3 反应相对容易实现,更适合我们的设计要求。”

“到这,磁场约束这块,传统托卡马克肯定搞不定吧?” 沈渊皱着眉,满脸怀疑。

“必须升级方案!” 星海调出三重嵌套磁场图。

“最外层用常温超导编织螺旋磁笼,中间层利用磁镜效应反射逃逸粒子。

最内层借助振金磁阻效应,生成动态力场。

这样就能把等离子体牢牢困住!而且超导线圈设计得十分紧凑,能有效减体积,提高功率密度。”

“那能量转换效率能达到多少?” 沈渊凑近投影,眼神专注而期待。

“传统热循环效率比较低,不过别担心!”

星海激动地展示演示画面,金色粒子碰撞出耀眼电光。

“有了一号振金的直接能量转换,再结合余热回收,

设计一个综合的能量转换系统,总效率能达到预期的高水平,大概在 85 - 92%!”

“安全系统这块呢?虽然中子少,但高能质子还是个威胁吧?” 沈渊双臂抱胸,表情严肃。

“防护措施早就安排上了!” 星海调出防护示意图。

“振金的相变防护机制和量子控制系统依然适用,只是调整了参数,

比如优化了能量吸收的阈值和响应时间,确保安全无虞!”

“最后,经济性和可行性方面怎么样?” 沈渊揉了揉太阳穴,略显疲惫地问道。

“采用模块化设计。” 星海展示出分解图。

“这样维护周期更长,成本也能降下来。

不过还需要验证这些设计在物理上是否可行,比如磁场强度够不够约束高温等离子体。

振金的能量转换效率合不合理,以及燃料的持续供应是否稳定。

同时,也得保证设计参数符合预期目标,像输出功率、效率、体积这些关键指标。”

沈渊盯着最终的效率曲线,突然仰头大笑:“好!把所有参数都投影出来,我要逐个逐个检查!

等玄鸟号带回氦 - 3,咱们就着手开始实验这个设计方案!”

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