第五百五十章二代可控核聚變技術

所謂的可控核聚變，追溯到底其實只不過是是兩個或多個較輕的原子核聚合成一個或多個較重的原子核和其它粒子的反應。

在人類研究可控核聚變技術的漫長時間里，其主流方向雖然是氘氚聚變，但并不代表著沒有其他的研究方向的。

氘氚、氘氦三、氦三/氦三、氘氘、氫硼.等等都是研究方向。

主流是氘氚聚變，也只是因為這條路線從理論上來說最為容易而已。

其實除了這些外，碳、氧、硅、鐵、金、銀等等目前人類所發現的所有元素，理論上來說，其實都是可以進行聚變的。

只不過以鐵元素為界限，在鐵元素之前的輕元素，聚變釋放能量。

而到了鐵，以及鐵之后的元素，聚變則需要吸收能量。

宇宙中的恒星之所以只能聚變到鐵元素，后續的重元素，比如黃金都需要超新星爆發來形成，原因也就在這里。

鐵和鐵之后的重元素在達到了一定的質量后，會在引力的作用下劇烈的收縮，釋放出巨大的引力勢能，形成超新星爆發，進而形成各種重元素。

當然，重元素的聚變目前根本就不是人類文明能掌控的東西。

別說重元素的聚變了，就是氦三/氦三的聚變，如果需要使用磁約束技術進行掌控的話，都需要將等離子體湍流的溫度提升到十幾億度，這遠遠不是目前的科技能做到的。

所以可供小型化可控核聚變技術的選擇，其實并不多。

辦公室中，聽著梁曲的詢問，徐川笑了笑，開口說道：“在你說的這些聚變原料中，其實能選擇的，也就兩種而已，你應該知道。”

聞言，梁曲略微思索了一下后點了點頭，道：“氦三/氦三聚變首先可以排除了，純氦三聚變要求的溫度太高，目前的技術根本就無法控制。”

“氘氘聚變的要求同樣不低，雖然理論上來說純氘聚變的溫度要求并不算高，但這種聚變反應的截面很小，而且產物以微小中子為主，不符合降低聚變堆大小的要求。”

“至于剩下，只有最后兩種了。”

徐川笑著點了點頭，道：“沒錯，剩下的選擇就只有氘氦三聚變和氫硼聚變這兩種了。”

聞言，梁曲思索了一下，開口道：“如果要單純的拋開中子的影響，氫硼聚變會更合適一些，從聚變公式和原理來看，氫硼聚變無中子的產生，而氘氦三聚變的產物雖然以質子為主，但還是會有少部分微小中子產生的。”

徐川搖了搖頭，道：“相比較氫硼聚變，我更偏向氘氦三聚變一點。”

聽到這話，梁曲好奇的看了過來，問道：“怎么說？”

徐川沉思了一下，開口道：“氫硼聚變雖然是一種理想的無中子聚變反應，但是要實現它還需要克服很多技術難關。”

“而且氫和硼11原子核之間更強的斥力，需要更高的溫度和壓力，理論上來說會比氘氦三聚變更高。”

“此外，氫硼聚變也并非完全不產生中子，你的理論是基于慣性約束聚變的。”

“以慣性約束為基礎，配置好氫硼的原料比例后，的確是不會有中子產生。但是我們所使用的手段是磁約束。”

“而在磁約束的基礎上，氫硼等離子體在反應堆腔室中運轉時，氫原子核之間同樣會產生碰撞和聚變反應，進而產生少量的中子。”

“這一點其實和氘氦三聚變是一樣的，氘氦三聚變中產生的少量微小型中子也是來源于氘與氘的碰撞。”

“所以從中子的角度上來考慮，氫硼聚變和氘氦三聚變并沒有什么太大的區別。”

梁曲思索了一下，開口道：“那使用氘氦三聚變的話，聚變過程中誕生的少量微中子怎么解決？”

“這可是聚變反應產生的中子，都會攜帶強能量，對設備和材料造成極大的破壞。”

徐川：“這個我暫時也沒有什么太好的解決辦法，后續根據實驗數據來看吧。”

“不過理論上來說，氘氦三聚變產生的中子在質量上很小，遠比不上氘氚聚變產生的中子，所以對于它的防護，條件要求肯定沒氘氚聚變那么的高。”

“而條件越低，我們對其的防護使用的材料也就越少，每少一分材料，就能空余出來一部分的空間。”

頓了頓，他接著道：‘而且我考慮氘氦三聚變的主要原因其實不是這個，我考慮使用它的原因在于聚變產物。’

“氫硼聚變的產物是氦和能量，而氘氦三聚變的產物是氦和質子，高能質子是氘氦三聚變的主要產物，也蘊含著的大量的能量。”

“相對比氘氚聚變產生的能量大部分都在高能中子里面來說，高能質子不對材料和設備進行損傷，且可受磁場約束，而可約束就代表著我們能對其進行利用。”

“因此氘氦三聚變遠比其他的原料更加適合小型化的聚變裝置。”

“不僅僅是小型化可控核聚變技術，這其實也是二代可控核聚變技術的方向。”

“一代氘氚聚變使用的氚元素在地球上存量極少，依賴于鋰金屬來進行氚自持，但鋰金屬的存量在地球上也是有限的。”

“如果能借助小型化可控核聚變的基礎完成氘氦三聚變技術的話，接下來的開發月球工程也能跟著一起受益。”

選擇氘氦三聚變為小型化可控核聚變技術的首要方向，月球的開發也是原因之一。

正如他18年的時候在諾貝爾講座時所說的，只有向往宇宙星海的文明，才有足夠的潛力與未來。

聽到徐川這樣說，梁曲若有所思的想了會，緊接著開口道：“如果是這樣的話，那接下來我們的工作除了完成仿星器的點火運行發電，驗證仿星器同樣可以實現可控核聚變技術外，剩下的就是以氘氦三為原料進行實驗了。”

徐川點了點頭，道：“對，接下來能源研究所的重點工作，就是這兩部分。”

“我需要你們更多的收集氘氦三聚變的數據，確定它是否能成功，以及誕生的少量微中子到底有多大的破壞力這些。”

聞言，梁曲深吸了口氣，認真的點頭道：“明白，那接下來的方向，就是這兩大塊了。”

徐川笑著道：“那就交給你們了，辛苦了。”

梁曲咧嘴笑道：“辛苦啥，最辛苦最艱難的部分都已經被徐院士你解決掉了，我們做的，只不過是在你提供的思路基礎上繼續前進而已。”

頓了頓，他接著道：“那今天就先這樣，我這邊去安排和調整工作計劃。”

徐川笑道：“嗯，我會盡快完成永磁體仿星器的設計和構造的，等這部分的工作完成后，剩下的時間，我大概會投入到空天發動機的研究那邊的去了。”

“而小型化可控核聚變技術的發展，就交給你和能源研究所了。”

梁曲再度深吸了口氣，鄭重的點了點頭，應道：“請徐院士放心，能源研究所一定完成工作。”

梁曲離去，徐川笑著搖了搖頭，將桌上的稿紙收攏了回來，繼續著自己的設計。

小型化可控核聚變技術很重要，但這并不能讓他將所有時間都投入到這個上面。

對于航天航空的發展，以及載人登月工程的探索，小型化可控核聚變技術只是其中的一部分。

人嘛，不可能一條腿走路的，那不叫走路，那叫做蹦跶。

而蹦跶多了，很容易摔跤的。

相對比之下，空天發動機的設計，也同樣值得他將時間投入進去。

這兩樣技術，無論哪一項單獨出現，都沒法對航天技術造成太大的改變，但如果一起出現的話，將直接顛覆整個航天領域。

甚至，直接顛覆整個世界的格局。

畢竟，這個世界的規則是，不管科技如何發展，拳頭大的，才能掌握道理。

將小型化可控核聚變技術的發展交給能源研究所那邊去進行后，徐川就沒再管了。

手中的永磁體仿星器的技術花費了他整整一周的時間才完成構思，資料在第一時間送往了華國聚變能源電力股份有限公司，也就是破曉示范堆工程那邊，通過超算中心進行驗證和后續的調整。

這部分的工作也急不來，需要相對漫長的時間來完成。

畢竟涉及的東西是可控核聚變反應堆，如果構思和反應堆的構造出現了問題，那么后果將不堪設想。

輕則等離子體運行實驗發生意外，重則直接出現聚變堆爆炸的事情也不是沒可能。

所以在弄完了自己的工作后，徐川也沒急，將剩下的事情交給了超算中心后，他則來到了航天研究所。

空天發動機，同樣是他重點關注的對象。

研究所中，徐川找到了正在進行辦公的翁筠宗。

和其他三大研究所的人員不同，航天研究所的負責人翁筠宗是從川都航天研究機構那邊調過來。

不僅僅是負責人，航天研究所的很多研究員，也都是從川都航天基地，九泉航天研究所那邊或調或挖過來的。

辦公室中，看到敲了敲門后走進來的徐川，翁筠宗愣了一下，隨即滿臉笑容的起身迎接。

“徐院士，您來了。”

徐川笑著開口道：“最近其他方面的工作都比較忙，沒怎么來這邊，和我聊聊空天發動機的具體研究情況吧。”

翁筠宗點了點頭，笑道：“沒問題。”

應了一聲，他招呼過來助理泡了兩杯茶，親自端了一杯遞給徐川后，笑著開口道：“關于空天發動機的設計，目前來說暫時都還算順利。”

“有徐院士您之前提供的思路，大體上的設計圖我們這邊已經完成了，您需要看看嗎？”

聞言，徐川眼神中流露出好奇和興趣，快速點了點頭，有些訝異的問道：“這么快的嗎？”

雖然知道國內的研究機構在有了思路和理論的基礎上，進行拓展的能力很強，但能這么快就將空天發動機的設計弄出來，還是挺讓人驚訝的。

畢竟這可是一套脫離于電磁推進系統的全新發動機設計，在強度、電磁推進、推力、結構等方面都需要進行重新的設計構造。

而航天發動機的設計，哪怕是理論已經完成了，其復雜度依舊往往需要極其漫長的時間來解決的。

嚴格的來說，研制一款全新發動機，不知道要多長時間，因為需要大量前期的基礎研究和關鍵技術攻關。

如果僅從立項開始算，估計最少十年以上。如果技術都是現成的，出產品也得十年左右。

比如米國裝載在F22、F35等戰斗機上的F119渦輪風扇發動機，從研發到設計，就經歷了足足八年的時間。

當然，空天發動機的設計遠沒有那么復雜。

一方面是它有理論基礎和前行，可以通過霍爾推進器和電磁推進器來進行改造。

另一方面則是它對于機動性外，敏捷性，高隱身性，超聲速巡航與短距起降能力這些戰機要求的東西沒有要求。

畢竟它目前的主要用途是航天飛機，唯一的要求就是推力足夠大。

在少了這些嚴苛的要求后，圖紙的設計自然簡單了很多。

不過能在短短幾個月的時間內弄出來，這速度還是挺讓人驚訝的。

翁筠宗笑著道：“一方面是從各大航天機構那邊挖了不少人才過來，另一方面則是楊弘院士那邊給與了不少的幫助。”

“天宮上的霍爾推進單元的資料和詳細數據，楊弘院士提供了不少，這極大的簡便了我們的設計工作。”

徐川點了點頭，道：“這倒是麻煩楊院士了，帶我去看看設計圖吧。”

楊弘院士是天宮空間站的總設計師，有關空天發動機的方向和設計，還是他和對方聊出來的。

翁筠宗點點頭，起身道：“的確是麻煩了楊院士不少，研究所這邊給他酬勞他也拒絕了。”

徐川笑著道：“之前我楊院士聊過了，如果咱們的空天發動機做出來了，他希望能第一批的應用到他的空間站上。”

翁筠宗恍然‘哦’了一聲，點了點頭，笑道：“原來是這樣的。”

他之前都還在奇怪來著，為啥天宮空間站的總設計師會對他們的空天發動機項目這么上心，原來點在這里。

老實說，就國內目前的學術環境，能和你交流一些東西就很不錯了，像那位楊院士這般，免費提供各種資料技術的，沒有紅頭文件壓根就是在做夢。

大國院士 第五百五十章二代可控核聚變技術