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直播在荒野手搓核聚變 第五百三十一章逆向破譯
在初步完成釋能玻璃的研究后,韓元立刻將研究的注意力全都從能源石轉(zhuǎn)移到釋能玻璃中的釋能材料上來了。
不是說能源石不重要,而是這種釋能材料,對(duì)于現(xiàn)階段的他來說更重要。
這種能吸收絕大部分輻射能量的材料,用途實(shí)在太多了。
像之前說過的用于戰(zhàn)斗機(jī)、宇宙戰(zhàn)艦的電磁輻射,雷達(dá)隱身之類的能力對(duì)于這種釋能材料來說僅僅是它的次生價(jià)值。
它最大,也是最重要的價(jià)值,是對(duì)于各種輻射,能源的利用。
有了這種材料,韓元能將DT可控核聚變反應(yīng)堆重新進(jìn)行設(shè)計(jì),現(xiàn)有的磁流體發(fā)電機(jī)組、順磁自旋發(fā)電設(shè)備完全都可以拋棄掉。
在這種能吸收絕大部分輻射能量的材料面前,前兩種發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)換效率實(shí)在太低了。
更關(guān)鍵的是,之前浪費(fèi)掉的大部分中子輻射,都可以被利用起來。
要知道對(duì)于一臺(tái)可控核聚變裝置來說,它最大,最多的能量輸出,其實(shí)都是由超高溫中子輻射帶出來的,占比超過了百分之七十。
盡管他通過一系列的手段,比如摻入磁流體等材料引導(dǎo)中子輻射的高溫對(duì)中子輻射做到了一部分的利用,但實(shí)際上這僅僅是最下下策的次生辦法而已。
實(shí)際上他并沒有做到控制中子輻射,讓其參與發(fā)電,他控制的只不過是摻入超高溫中子輻射中的磁流體材料,以及一些其他的帶點(diǎn)粒子而已。
這其中的關(guān)鍵,就在于中子不帶電,不受磁場(chǎng)約束。
我們知道磁場(chǎng)可以控制電荷的運(yùn)動(dòng),不管是帶正電的原子核還是帶負(fù)電的電子在磁場(chǎng)的約束下都會(huì)變得規(guī)規(guī)矩矩的。
但除了這些電子以及原子核外,核聚變還會(huì)釋放中子,以DT可控核聚變中的氘氚融合產(chǎn)生氦原子和個(gè)中子為例,這些中子不帶電,不受磁場(chǎng)約束。
可偏偏,這些釋放出來的中子攜帶的能量超過了氘氚原子核聚變釋放能量總量的百分之七十。
無法對(duì)中子攜帶的能量進(jìn)行收集和處理的話,意味著核聚變釋放的能量有大部分全都浪費(fèi)掉了。
這樣一來,哪怕可控核聚變的能量釋放率非常高,僅僅一升海水中的氘材料就可以產(chǎn)生三百升汽油才能產(chǎn)生的能量,但人類對(duì)其釋放能量的使用率遠(yuǎn)沒有高。
首先是有超過百分之七十的能量在無法利用的中子輻射上,而剩下的百分之三十,會(huì)因?yàn)槔鋮s,轉(zhuǎn)移,泄露等各種原因使用率也達(dá)不到百分之百。
如果說一升海水中的氘材料可以產(chǎn)生三百升汽油才能產(chǎn)生的能量的話,那目前的DT可控核聚變反應(yīng)堆對(duì)能量的利用效率,還不到三十升,也就是不到十分之一。
而且甚至可能更低。
這組數(shù)據(jù)是韓元以他自己建造的可控核聚變反應(yīng)堆計(jì)算出來的。
磁流體發(fā)電機(jī)組順磁自旋發(fā)電設(shè)備的組合,對(duì)聚變釋放的能量利用的效率也就能達(dá)到百分之十,更別提老套的蒸汽熱機(jī)了。
所以別看可控核聚變釋放的能量多,但實(shí)際上的大部分的能量全都被浪費(fèi)了。
而現(xiàn)在,在有了從釋能玻璃中取出來的釋能材料,核聚變反應(yīng)堆釋放出來的中子能量也能被吸收利用的話,那人類文明可以說是真的不缺能量了。
按照目前這種釋能材料對(duì)于各種輻射能量的吸收能力,如果能將其轉(zhuǎn)變成電能的話,對(duì)聚變釋放的能量利用的效率能達(dá)到百分之六十左右。
別看占比并不是很夸張,僅一半多一點(diǎn),但實(shí)際上,這個(gè)數(shù)字產(chǎn)生的效應(yīng)能讓任何一個(gè)人麻木。
簡(jiǎn)單的來說,如果你原先一個(gè)月交六百塊錢電費(fèi)的話,現(xiàn)在只需要交一百塊了。
剩下的五百塊,足夠你買幾十斤排骨了。
當(dāng)然,資本會(huì)不會(huì)按照發(fā)電量比同步下降電價(jià)就不知道了。
對(duì)于韓元來說,發(fā)電量的提升可比排骨香多了。
釋能材料這種東西如果能順利的逆向破譯出來,那他絕對(duì)會(huì)將其應(yīng)用到還在修建的宇宙飛船上。
對(duì)于任何的交通工具來說,攜帶的能源總量、質(zhì)量以及對(duì)能量的利用率決定了它能跑多遠(yuǎn)。
十八世紀(jì)的蒸汽機(jī)可能要燒掉一百噸煤才能跑一千公里,但對(duì)應(yīng)的,一百噸的航空燃油足夠一架飛機(jī)繞地球飛一圈了。
而相同的情況下,一百千克氘氚燃料原先可能就只夠韓元駕駛宇宙飛船從地球飛往月球的,但如果應(yīng)用了釋能材料作為吸能設(shè)備的話,一百千克的燃料夠他從地球飛往火星的。
航天飛行器的宇航距離的換算,并不是簡(jiǎn)單的按照數(shù)值來處理的。
這其中有一個(gè)相當(dāng)關(guān)鍵的因素影響著一架航天飛行器的宇航距離。
那就是幾乎接近‘真空’的外太空環(huán)境。
在真空中,只要物體運(yùn)動(dòng)起來了,且運(yùn)動(dòng)過程中沒有受到其他外力的影響,那么這個(gè)物體將一直保持恒定的速度運(yùn)行下去。
這種環(huán)境對(duì)于一艘宇宙飛船來說,在漫長(zhǎng)的航行中,只需要設(shè)定好了終點(diǎn),然后將飛船加速到一個(gè)需求的速度后,就可以停止絕大部分飛船引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)了。
這樣一來,航行的過程耗費(fèi)掉的能量相對(duì)而言幾乎可以忽略不計(jì)。
否則以地月距離和地火距離相差數(shù)百倍的情況,相同的聚變能量即便是提升了六倍的利用效率也不可能做到讓宇宙飛船從地球飛往火星。
“主人,釋能材料的截面結(jié)構(gòu)剖析檢測(cè)數(shù)據(jù)出來了,現(xiàn)在就傳過去嗎?”
實(shí)驗(yàn)室中,小零的聲音令韓元眼前一亮,興奮的抬起了頭。
一雙因?yàn)檫^長(zhǎng)時(shí)間盯著各種能譜圖、檢測(cè)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)而布滿血絲通紅的雙眼中滿是亢奮。
“現(xiàn)在就傳過來。”
韓元迅速說道,他等這份數(shù)據(jù)已經(jīng)等了很久了,準(zhǔn)確的來說,是等了整整三天零七個(gè)小時(shí)四十二分鐘。
材料學(xué)的逆向破譯是一件非常非常難的事情,即便是他手中有原子成分分析儀這種東西,但它的檢測(cè)數(shù)據(jù)只能告訴你這份材料中有什么元素。
但它做不到告訴你這些元素成分組成了什么化合物。
就像你明知道人體是由什么元素組成,但你能用這些元素合成一個(gè)出來么?
換種說話,常見的椰奶西米露想必大部分人都知道吧。
這東西的原料很簡(jiǎn)單,西米,椰粉,鮮奶,水,就這四樣,但你知道椰奶西米露具體是怎么做的嗎?
或許有人會(huì)說,將這幾樣?xùn)|西弄熟后放一起攪拌一下不就行了嗎?
但事實(shí)上哪有那么簡(jiǎn)單,首先是西米得過熱水.....(過程太長(zhǎng),放作者話里面了,感興趣的可以去看看)
你在喝西米露的時(shí)候敢想象,一碗西米露而已,居然要反復(fù)煮四次這么夸張嗎?
一碗西米露都如此繁復(fù),那些高新合金材料就更不用說了。
其他的不說,就拿韓元自己常用的鈦合金來說,詳細(xì)的制造步驟高達(dá)三位數(shù)。
從提取鈦金屬,到制造海綿鈦,提純.....再到添加其他材料,促使鈦合金的晶格結(jié)構(gòu)形成等等等等。
這些東西,基本上錯(cuò)一步,就制造不出來一模一樣品質(zhì)的鈦合金了。
所以哪怕你能逆向破譯出一些東西,也做不出來。
要不怎么說材料學(xué)是個(gè)無底深淵呢。
哪怕是韓元,對(duì)于逆向破譯一種從未見過,不知道任何生產(chǎn)信息的合金材料有一種‘狗叼刺猬,無從下嘴’的感覺。
不過好在他手里的各種工業(yè)設(shè)備足夠先進(jìn),能給予不少的幫助。
就像這份他期盼了很久的截面結(jié)構(gòu)剖析檢測(cè)數(shù)據(jù)。
這是一種針對(duì)材料截面進(jìn)行分析的設(shè)備生成的,這種設(shè)備能通過各種檢測(cè)手段不斷切割材料獲取新截面信息智能組合來拼湊出這種材料的分子結(jié)構(gòu)與原子晶體。
每一種化合物,無論是金屬材料還是非金屬材料,都有自己獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的。
像單晶硅這種沒有晶界的特殊材料,總體而言還是相對(duì)較少的。
而且真的只要確定了沒有晶界這種特殊性質(zhì),反而相當(dāng)好確定,也更好逆向破譯。
畢竟沒有晶界的材料,制造方式并不算很多,而且與其他材料融合起來也更難,需要相對(duì)特殊的技術(shù)。
所有韓元反而更希望在小零傳遞過來的釋能材料的截面結(jié)構(gòu)剖析檢測(cè)數(shù)據(jù)中看到單晶結(jié)構(gòu)。
可惜的是,現(xiàn)實(shí)往往與想法相悖。
在這份截面結(jié)構(gòu)剖析檢測(cè)數(shù)據(jù)中,韓元并沒有找到單晶結(jié)構(gòu)。
以鎵原子為核心的六邊體扭曲結(jié)構(gòu),扭曲幅度最大能達(dá)到27度,最低在9度
以硅原子為核心的正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),且位于中央的硅原子與位于頂點(diǎn)的硅原子連線中間各有延伸的共價(jià)鍵
“有意思,這晶體結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和鑭化鎵硅薄膜的結(jié)構(gòu)很像,看來我之前的推測(cè)的確是對(duì)的,這種釋能材料里面絕對(duì)有鑭化鎵合金,但并不是純粹的鑭化鎵合金,大概率是以這種合金分子為骨架復(fù)合其他分子材料的。”
“至于具體是什么化合物,還要再通過其他手段輔助配合確定”
釋能材料的截面結(jié)構(gòu)剖析檢測(cè)數(shù)據(jù)傳遞過來,韓元迅速掃了一遍,眼神中流露著感興趣,摸著下巴自言自語。
這些東西,他掃一眼就能大致明白的這些數(shù)據(jù)的信息,也能從這些信息中判斷出來這種晶體結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的化合物。
就像占比數(shù)據(jù)中的第二條,韓元一眼就能判斷出來這玩意指的是二氧化硅。
畢竟他的學(xué)習(xí),可一直都沒有斷過。
現(xiàn)在他的大腦里面裝的各種知識(shí)信息如果能全都導(dǎo)出來的話,一臺(tái)頂級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī)都不一定能處理的過來。
忙碌了一周的時(shí)間,在韓元恢復(fù)每天十四個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間的狀態(tài)下,釋能材料中大部分的分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)已經(jīng)被剖析出來了。
而剩下的少部分?jǐn)?shù)據(jù),也有小零在對(duì)比處理。
到了這一步,針對(duì)釋能材料的逆向破譯算是完成了一半,而且是技巧性上最難的一半。
因?yàn)橹灰_定這種材料中的分子結(jié)構(gòu)、化合結(jié)構(gòu),分子形式這些東西,剩下的就是大量的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)將這種材料合成出來了。
相對(duì)比需要截面結(jié)構(gòu)剖析檢測(cè)儀這種頂尖設(shè)備來分析成分的上一步,大量實(shí)驗(yàn)合成既定材料在技術(shù)上來說簡(jiǎn)直是毫無難度。
但對(duì)應(yīng)的,它需要的時(shí)間,是以年為單位來計(jì)算的。
這過程就像新研發(fā)一種材料一樣,需要大量的時(shí)間來不斷進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn),利用各種手段將這些不同的材料融合到一起,進(jìn)而形成需要的分子結(jié)構(gòu)。
簡(jiǎn)單來說,所有新型材料無非都是通過融合不同元素、物質(zhì),及改變?cè)械呐帕薪Y(jié)構(gòu)而得來的。
要想摸索出一種新材料,最簡(jiǎn)便的方法就是用各種合成方式,比如熱熱串融法、高低溫?cái)嚭戏ā⒑蹮釅悍?....等各種方式去進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)。
反正總有一種能達(dá)成目的,至于這中間會(huì)進(jìn)行多少次實(shí)驗(yàn),會(huì)浪費(fèi)多少時(shí)間,誰也不知道。
當(dāng)然,在這個(gè)過程中,取巧的捷徑和辦法也是有的,但捷徑和辦法來源于你以前的實(shí)驗(yàn)積累的各種經(jīng)驗(yàn)。
比如你要合成某種強(qiáng)度為200Mpa的合金,指定材料為銅、鐵、鎳這三種。
那么通過各種合成方法,你會(huì)積累出大量的合金數(shù)據(jù),而這些合金數(shù)據(jù)在你下一次合成某種條件類似的合金時(shí),就能起到輔助作用。
它能避免你重復(fù)進(jìn)行很多原本就達(dá)不到要求的實(shí)驗(yàn),也能指導(dǎo)你應(yīng)該朝那個(gè)方向去走。
所以材料這門學(xué)科,真的只有一條路,那就是老老實(shí)實(shí)的做實(shí)驗(yàn),積累經(jīng)驗(yàn),這玩意一旦領(lǐng)先,那么后來者除非耗費(fèi)更多的精力資源和人力物力,否則很難追上。
當(dāng)然,韓元這種掛壁除外。
對(duì)于他來說,腦海中的初級(jí)材料應(yīng)用知識(shí)信息和中級(jí)材料知識(shí)信息給他提供的幫助比這一個(gè)文明提供的幫助還要多,他很容易的就找到合成所需材料需要的各種條件。
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