第四百九十章小型化可控核聚變與空天發動機的希望
更新時間:2024-07-13 作者:少一尾的九尾貓
大國院士 第四百九十章小型化可控核聚變與空天發動機的希望
十天的時間并不算長，不過對于徐川來說，要解決掉海思和華芯的難題還是足夠了的。 原本他以為可能需要個一兩個月的時間才能做到，但在了解了神經性網絡架構與底層的數學邏輯和建模基礎后，他才發現這種東西幾乎就是全建立在數學基礎上的。 盡管里面摻雜了一些芯片設計之類的東西，但對他來說，要理解這些東西并不困難。 日子就這樣一天天的過去，在元宵節過完后的第一周，川海材料研究所傳來了個好消息。 在研究所計算實驗室建模人員加班加點的努力下，針對KL66材料強抗磁性機理的數學機理模型，建立起來了。 收到這個消息，徐川眼神都明亮了兩分。 強臨界磁場的超導材料，是小型化可控核聚變以及空天發動機系統的核心之一。 只有臨界磁場突破了原有的范疇，才能做到提供更強的約束磁場和加速磁場。 而針對KL66材料強抗磁性機理的數學機理模型，毫無疑問是最為關鍵的開端。 將試驗性的實驗安排部署下去后，徐川亦心情愉悅的加快了解決數學難題的速度。 解決了海思和華芯的難題后，接下來就是他自己的了。 航天航空的發展，是邁向太空和遙遠宇宙深空的第一步。 熬了兩天夜，加快一些速度海思和華芯的難題解決后，徐川將答案與方法交給了毛舜后，迅速趕到了川海材料研究所。 芯片領域的突破，并不是他的功勞。 利用數學能力來幫助海思和華芯解決難題，也只不過是錦上添花而已。 不過徐川對此仍然很感到高興。 畢竟科技的突破，是無法依賴一個人的。 這是現實，不是，他也做不到一個人帶動所有領域的發展。 除非是像中一樣，給他一個萬能的系統，再給予他一千年的壽命，或許有機會能觸摸熟悉每一個領域。 就像芯片的發展，這完全可以說是一個復雜程度不亞于可控核聚變技術的領域。 從設計、制造、封裝、測試，每一個環節都又衍生出繁多的分支。 其他的不說，光是制造環節，一個光刻機，就足夠卡死絕大部分的國家了。 別看AMSL能夠生產當今世界上最先進的EUV光刻機，但那并不是風車國一個國家的成果。 這種工業王冠上的明珠，是集十幾個西方國家，幾十個頂尖公司一起努力配合，才完成研發制造的。 華國要以一己之力，去追求超越十幾個國家的成果，其難度自然不言而喻。 所以對于科技的發展，徐川自然是希望越多的人進入這個領域越好。 一路來到川海材料研究所，徐川打了個電話給樊鵬越，這位大師熊迅速趕了下來。 “情況如何了？” 看著穿著熟悉白大褂的大師兄，徐川也沒廢話，直接開口問道。 樊鵬越簡略的匯報道：“模型已經建立起來了，高溫銅碳銀復合超導材料的機理也已經引入進去了，目前正在做模擬實驗，看看能不能通過模型來找出讓超導材料臨界磁場提升的方法。” “先帶我去看看。” 徐川點了點頭，也沒多說，跟著朝實驗室走去。 提升超導材料的臨界磁場并不是一件那么容易的事情，自1911年，卡默林·昂內斯在4.2K的極低溫環境下發現汞具有零電阻現象后。 超導現象引起了物理與材料科學界廣泛高度關注，大量研究人員投入到這類具有高載流能力的新材料研發和超導電流傳輸機理揭示的研究熱潮中。 但時至今日，超導材料依舊并沒有太大的突破。 如果不是他帶來了高溫銅碳銀復合超導材料，如今的科學界距離大規模的應用高溫超導材料依舊是個難題。 至于如何提升超導材料的三個臨界特性，也就是超導特性，依舊是科學界研究的前沿發現。 盡管如今的研究人員已經可以通過控制超導體的微觀結構、添加摻雜元素、磁場強度疊加等方法來提高部分超導體的臨界磁場強度。 但對于超導體本身的臨界磁場提升來說，這依舊是個巨大的難題。 所以即便是理論工作都已經做好了，徐川也不敢說百分百能制造出高臨界磁場強度的超導材料。 實驗室中，承載著KL66材料強抗磁性機理的計算模型正在南大的超級計算機上運行著。 通過底層的數學架構，超級計算機正在模擬著在于費米弧狀態電子的反轉對稱性。 利用這種方式，將高溫銅碳銀復合超導材料中Cu原子引入C原子的位置，形成應力形變，進而產生非平凡的量子現象，促使磁力阱的產生。 理論上來說，應用這種方式，做到提升高溫銅碳銀復合材料的臨界磁場是沒問題的。 但實際上，對于超導體這種材料，任何一點微小的變動，都會帶來連鎖反應。 所以在提升臨界磁場的時候，勢必會連鎖引起其他性能的變化，如臨界電流強度上限，臨界溫度降低等等。 當然，也有可能是提升。 畢竟實驗結果沒出來，誰也說不定這份材料最終會怎么變化。 不過在徐川看來，其他超導性能朝著低性能方向降低的可能性遠超過提升。 但只要降低的性能在可接受范圍內，就足夠了。 實驗室中，徐川看了一會計算模型運行時刷出來的實時日志，接著看向樊鵬越，問道：“說起來，去年年底的時候讓你準備的超級計算機怎么樣了？” 樊鵬越：“已經在安排人處理了，原本計劃找IBM針對性做一套計算材料領域的超算，畢竟IBM在這方面很拿手。” “但后面經過商議溝通后，因為考慮到安全和保密等方面東西，我們重新聯系了國內的華科曙光，正在和華科進行商議定制。” “目前預計資金在10億左右。” 聞言，徐川微微皺起了眉頭：“10億？怎么就這么點？” 10個億的資金，聽起來是個天文數字，但放到超算領域，如果要定制一臺性能高的超算的話，遠遠不夠。 就拿十年前在羊城修建的超級計算中心“天河二號”來說，其造價就達到了25億。 雖說個人私企修建的超級計算機在性能上不追求超越國家級的超算中心，但10個億的資金，老實說在他看來的確不夠。 樊鵬越笑著道：“總造價不止10億，和華科那邊商議定制的超級計算機總造價在35億左右，差不多是10億預算的三點五倍。” “但是咱們的川海材料研究所屬于國家重點支持的科技創新企業，不僅僅在稅收政ce等方面有優惠，在修建這種大型科研設備的時候同樣是有各種補貼支持的。” “不僅僅是直接的科研經費補貼，還有在購買，建造這類設備時可以降低價格之類的補貼。” “所以林林總總算下來，我們修建超算中心只需要付出不到三分之一的資金，其他的都由國家進行補貼或華科那邊承擔了。” 徐川想了下，總算想起來了當初在核廢料項目完工后，上面給了他一份申請文件，將當時才新建不久的川海材料研究所納入了什么政ce里面。 當時他也沒太在意，今天才發現，這玩意居然補貼這么夸張的嗎？ 承載著KL66材料強抗磁性機理的計算模型在南大的超級計算機上已經跑了四天的時間了，徐川又在研究所等了兩天，模擬測試結果才出來。 收到南大超算傳遞回來的數據后，樊鵬越第一時間就找了過來。 徐川：“結果如何？” 樊鵬越臉上帶著興奮，快速道：“從模擬結果來看，理論上成功后了！臨界磁場的提升巨大！” 徐川深吸了口氣，也沒繼續追問，快步來到了打印機房。 打印機嗡嗡的聲音正響著。 很快，徐川拿到了他想要的東西，針對高溫銅碳銀復合超導材料引入強抗磁性機理的模擬測試結果。 拿著資料，徐川也沒有回自己的辦公室，直接就在實驗室中翻閱了起來。 一張一張的數據圖和表單不斷的映入他的瞳孔中。 “跨越費米能級的Cu遠在填充到了平帶中，理論上來說這應該是由Cu的軌道與C的2d軌道雜化形成的。” “而在導帶底部和價帶頂部，模擬引入空穴后Cu原子都具有自旋極性，從結果來看，這種新型材料在常溫下已經成為雙極磁性半導體有點意思。” 摸著下巴，徐川翻閱著手中的材料。 讓他有些意外的是，從模擬結果來看，經過特殊納米手段進行調節，引入額外的Cu原子占據原本空穴效應形成的軌道后，銅碳銀復合材料的性質意外的出現了改變，從原先的類陶瓷材料變成了類半導體材料。 這是他沒有想到的東西。 盡管很多陶瓷材料本身就是半導體，但這一性質出現在他一手研發出來的高溫銅碳銀復合材料上，還真讓他挺詫異的。 畢竟上輩子他研究出這種材料后，肯定翻來過去的測試驗證折騰過很多次，但均未發現它還有這種性質。 只能說這種額外的改變也不知道會不會大幅度的影響原本的超導性質。 至于影響，那肯定是有的。 畢竟材料的性質已經改變了。 不過整體來說，這改變的區域大部分是非超導部分，應該不會導致它直接跌出超導材料領域。 畢竟要合成出絕對純凈的超導體是異常難的，其中會包含有所需超導相之外的其它相。 比如氧化銅基的釔鋇銅氧中超導的主要是釔鋇銅氧123相，但也有不超導的211相，BSCCO中超導的是2223相和2212相，這兩個相的臨界溫度還不同。 而高溫銅碳銀復合超導材料也一樣，它主要的超導體是由銅碳銀基復合結構構成的，這是它的超導相，而在超導相以外，還有銅碳銀材料形成的各種其他復合結構。 而這些復合結構則是不超導的，通過模型改變的，正是這些不超導相。 利用磁力阱的產生，配合原本的超導相，進一步的提升臨界磁場，這是學術話語。 簡單的來說，就是在復合材料上進一步的摻雜復合材料，繼續提升它的性能。 話糙理不糙，利用Cu原子的特性在非超導相上形成磁力阱，干的就是這事。 思索著，徐川繼續翻閱著手中模擬實驗結果。 在完成了材料的優化后，通過第一性原理計算和材料計算模型，南大的超算中心對優化后的超導體進行超導性質的計算。 一項項的數據羅列在了表格中。 硬度、韌性、相純度、相占比、硬度、塑性等各種常規性能率先映入了他的眼中。 對于這些材料的普通屬性，徐川只是簡單的掃了一眼，目光便落在后面的超導性能上。 三大臨界數據在徐川眼眸中出現。 臨界溫度果然降低了，從原先的152K降低到了模擬的121.6K，不過這個影響并不大，還在液氮的冷卻范圍中。 關鍵點在于臨界磁場的模擬數據，從原先的20T提升到了37T，最大值達到了47T，這差不多翻了兩倍多。 “漂亮！40T的臨界磁場，這強度絕對夠用了！” 看著手中還散發著余溫與墨香的A4紙，徐川瞳孔中充溢著喜悅和激動。 巨幅的臨界磁場提升，毫無疑問印證了他之前的理論計算。 如果在接下來的真正實驗中，能復刻出來這種超導數據，毫無疑問，小型化可控核聚變與空天發動機的希望，有了！ 40T的臨界磁場，通過磁場疊加的方式可以輕輕松松的做到60T以上，甚至更高。 而這種級別的磁場強度，無論是對于高溫等離子體的約束，還是構造加速磁場，都能在現有的基礎上獲得極大的提升。 大國院士 第四百九十章小型化可控核聚變與空天發動機的希望
十天的時間并不算長，不過對于徐川來說，要解決掉海思和華芯的難題還是足夠了的。 原本他以為可能需要個一兩個月的時間才能做到，但在了解了神經性網絡架構與底層的數學邏輯和建模基礎后，他才發現這種東西幾乎就是全建立在數學基礎上的。 盡管里面摻雜了一些芯片設計之類的東西，但對他來說，要理解這些東西并不困難。 日子就這樣一天天的過去，在元宵節過完后的第一周，川海材料研究所傳來了個好消息。 在研究所計算實驗室建模人員加班加點的努力下，針對KL66材料強抗磁性機理的數學機理模型，建立起來了。 收到這個消息，徐川眼神都明亮了兩分。 強臨界磁場的超導材料，是小型化可控核聚變以及空天發動機系統的核心之一。 只有臨界磁場突破了原有的范疇，才能做到提供更強的約束磁場和加速磁場。 而針對KL66材料強抗磁性機理的數學機理模型，毫無疑問是最為關鍵的開端。 將試驗性的實驗安排部署下去后，徐川亦心情愉悅的加快了解決數學難題的速度。 解決了海思和華芯的難題后，接下來就是他自己的了。 航天航空的發展，是邁向太空和遙遠宇宙深空的第一步。 熬了兩天夜，加快一些速度海思和華芯的難題解決后，徐川將答案與方法交給了毛舜后，迅速趕到了川海材料研究所。 芯片領域的突破，并不是他的功勞。 利用數學能力來幫助海思和華芯解決難題，也只不過是錦上添花而已。 不過徐川對此仍然很感到高興。 畢竟科技的突破，是無法依賴一個人的。 這是現實，不是，他也做不到一個人帶動所有領域的發展。 除非是像中一樣，給他一個萬能的系統，再給予他一千年的壽命，或許有機會能觸摸熟悉每一個領域。 就像芯片的發展，這完全可以說是一個復雜程度不亞于可控核聚變技術的領域。 從設計、制造、封裝、測試，每一個環節都又衍生出繁多的分支。 其他的不說，光是制造環節，一個光刻機，就足夠卡死絕大部分的國家了。 別看AMSL能夠生產當今世界上最先進的EUV光刻機，但那并不是風車國一個國家的成果。 這種工業王冠上的明珠，是集十幾個西方國家，幾十個頂尖公司一起努力配合，才完成研發制造的。 華國要以一己之力，去追求超越十幾個國家的成果，其難度自然不言而喻。 所以對于科技的發展，徐川自然是希望越多的人進入這個領域越好。 一路來到川海材料研究所，徐川打了個電話給樊鵬越，這位大師熊迅速趕了下來。 “情況如何了？” 看著穿著熟悉白大褂的大師兄，徐川也沒廢話，直接開口問道。 樊鵬越簡略的匯報道：“模型已經建立起來了，高溫銅碳銀復合超導材料的機理也已經引入進去了，目前正在做模擬實驗，看看能不能通過模型來找出讓超導材料臨界磁場提升的方法。” “先帶我去看看。” 徐川點了點頭，也沒多說，跟著朝實驗室走去。 提升超導材料的臨界磁場并不是一件那么容易的事情，自1911年，卡默林·昂內斯在4.2K的極低溫環境下發現汞具有零電阻現象后。 超導現象引起了物理與材料科學界廣泛高度關注，大量研究人員投入到這類具有高載流能力的新材料研發和超導電流傳輸機理揭示的研究熱潮中。 但時至今日，超導材料依舊并沒有太大的突破。 如果不是他帶來了高溫銅碳銀復合超導材料，如今的科學界距離大規模的應用高溫超導材料依舊是個難題。 至于如何提升超導材料的三個臨界特性，也就是超導特性，依舊是科學界研究的前沿發現。 盡管如今的研究人員已經可以通過控制超導體的微觀結構、添加摻雜元素、磁場強度疊加等方法來提高部分超導體的臨界磁場強度。 但對于超導體本身的臨界磁場提升來說，這依舊是個巨大的難題。 所以即便是理論工作都已經做好了，徐川也不敢說百分百能制造出高臨界磁場強度的超導材料。 實驗室中，承載著KL66材料強抗磁性機理的計算模型正在南大的超級計算機上運行著。 通過底層的數學架構，超級計算機正在模擬著在于費米弧狀態電子的反轉對稱性。 利用這種方式，將高溫銅碳銀復合超導材料中Cu原子引入C原子的位置，形成應力形變，進而產生非平凡的量子現象，促使磁力阱的產生。 理論上來說，應用這種方式，做到提升高溫銅碳銀復合材料的臨界磁場是沒問題的。 但實際上，對于超導體這種材料，任何一點微小的變動，都會帶來連鎖反應。 所以在提升臨界磁場的時候，勢必會連鎖引起其他性能的變化，如臨界電流強度上限，臨界溫度降低等等。 當然，也有可能是提升。 畢竟實驗結果沒出來，誰也說不定這份材料最終會怎么變化。 不過在徐川看來，其他超導性能朝著低性能方向降低的可能性遠超過提升。 但只要降低的性能在可接受范圍內，就足夠了。 實驗室中，徐川看了一會計算模型運行時刷出來的實時日志，接著看向樊鵬越，問道：“說起來，去年年底的時候讓你準備的超級計算機怎么樣了？” 樊鵬越：“已經在安排人處理了，原本計劃找IBM針對性做一套計算材料領域的超算，畢竟IBM在這方面很拿手。” “但后面經過商議溝通后，因為考慮到安全和保密等方面東西，我們重新聯系了國內的華科曙光，正在和華科進行商議定制。” “目前預計資金在10億左右。” 聞言，徐川微微皺起了眉頭：“10億？怎么就這么點？” 10個億的資金，聽起來是個天文數字，但放到超算領域，如果要定制一臺性能高的超算的話，遠遠不夠。 就拿十年前在羊城修建的超級計算中心“天河二號”來說，其造價就達到了25億。 雖說個人私企修建的超級計算機在性能上不追求超越國家級的超算中心，但10個億的資金，老實說在他看來的確不夠。 樊鵬越笑著道：“總造價不止10億，和華科那邊商議定制的超級計算機總造價在35億左右，差不多是10億預算的三點五倍。” “但是咱們的川海材料研究所屬于國家重點支持的科技創新企業，不僅僅在稅收政ce等方面有優惠，在修建這種大型科研設備的時候同樣是有各種補貼支持的。” “不僅僅是直接的科研經費補貼，還有在購買，建造這類設備時可以降低價格之類的補貼。” “所以林林總總算下來，我們修建超算中心只需要付出不到三分之一的資金，其他的都由國家進行補貼或華科那邊承擔了。” 徐川想了下，總算想起來了當初在核廢料項目完工后，上面給了他一份申請文件，將當時才新建不久的川海材料研究所納入了什么政ce里面。 當時他也沒太在意，今天才發現，這玩意居然補貼這么夸張的嗎？ 承載著KL66材料強抗磁性機理的計算模型在南大的超級計算機上已經跑了四天的時間了，徐川又在研究所等了兩天，模擬測試結果才出來。 收到南大超算傳遞回來的數據后，樊鵬越第一時間就找了過來。 徐川：“結果如何？” 樊鵬越臉上帶著興奮，快速道：“從模擬結果來看，理論上成功后了！臨界磁場的提升巨大！” 徐川深吸了口氣，也沒繼續追問，快步來到了打印機房。 打印機嗡嗡的聲音正響著。 很快，徐川拿到了他想要的東西，針對高溫銅碳銀復合超導材料引入強抗磁性機理的模擬測試結果。 拿著資料，徐川也沒有回自己的辦公室，直接就在實驗室中翻閱了起來。 一張一張的數據圖和表單不斷的映入他的瞳孔中。 “跨越費米能級的Cu遠在填充到了平帶中，理論上來說這應該是由Cu的軌道與C的2d軌道雜化形成的。” “而在導帶底部和價帶頂部，模擬引入空穴后Cu原子都具有自旋極性，從結果來看，這種新型材料在常溫下已經成為雙極磁性半導體有點意思。” 摸著下巴，徐川翻閱著手中的材料。 讓他有些意外的是，從模擬結果來看，經過特殊納米手段進行調節，引入額外的Cu原子占據原本空穴效應形成的軌道后，銅碳銀復合材料的性質意外的出現了改變，從原先的類陶瓷材料變成了類半導體材料。 這是他沒有想到的東西。 盡管很多陶瓷材料本身就是半導體，但這一性質出現在他一手研發出來的高溫銅碳銀復合材料上，還真讓他挺詫異的。 畢竟上輩子他研究出這種材料后，肯定翻來過去的測試驗證折騰過很多次，但均未發現它還有這種性質。 只能說這種額外的改變也不知道會不會大幅度的影響原本的超導性質。 至于影響，那肯定是有的。 畢竟材料的性質已經改變了。 不過整體來說，這改變的區域大部分是非超導部分，應該不會導致它直接跌出超導材料領域。 畢竟要合成出絕對純凈的超導體是異常難的，其中會包含有所需超導相之外的其它相。 比如氧化銅基的釔鋇銅氧中超導的主要是釔鋇銅氧123相，但也有不超導的211相，BSCCO中超導的是2223相和2212相，這兩個相的臨界溫度還不同。 而高溫銅碳銀復合超導材料也一樣，它主要的超導體是由銅碳銀基復合結構構成的，這是它的超導相，而在超導相以外，還有銅碳銀材料形成的各種其他復合結構。 而這些復合結構則是不超導的，通過模型改變的，正是這些不超導相。 利用磁力阱的產生，配合原本的超導相，進一步的提升臨界磁場，這是學術話語。 簡單的來說，就是在復合材料上進一步的摻雜復合材料，繼續提升它的性能。 話糙理不糙，利用Cu原子的特性在非超導相上形成磁力阱，干的就是這事。 思索著，徐川繼續翻閱著手中模擬實驗結果。 在完成了材料的優化后，通過第一性原理計算和材料計算模型，南大的超算中心對優化后的超導體進行超導性質的計算。 一項項的數據羅列在了表格中。 硬度、韌性、相純度、相占比、硬度、塑性等各種常規性能率先映入了他的眼中。 對于這些材料的普通屬性，徐川只是簡單的掃了一眼，目光便落在后面的超導性能上。 三大臨界數據在徐川眼眸中出現。 臨界溫度果然降低了，從原先的152K降低到了模擬的121.6K，不過這個影響并不大，還在液氮的冷卻范圍中。 關鍵點在于臨界磁場的模擬數據，從原先的20T提升到了37T，最大值達到了47T，這差不多翻了兩倍多。 “漂亮！40T的臨界磁場，這強度絕對夠用了！” 看著手中還散發著余溫與墨香的A4紙，徐川瞳孔中充溢著喜悅和激動。 巨幅的臨界磁場提升，毫無疑問印證了他之前的理論計算。 如果在接下來的真正實驗中，能復刻出來這種超導數據，毫無疑問，小型化可控核聚變與空天發動機的希望，有了！ 40T的臨界磁場，通過磁場疊加的方式可以輕輕松松的做到60T以上，甚至更高。 而這種級別的磁場強度，無論是對于高溫等離子體的約束，還是構造加速磁場，都能在現有的基礎上獲得極大的提升。 大國院士 第四百九十章小型化可控核聚變與空天發動機的希望
Copyright (C) 2012-2012 哎呦文學網 All Rights Reserved