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重生科技學(xué)霸 第四百八十五章仿星器
當(dāng)然,托克馬克裝置也有很大的缺點。
托克馬克裝置需要通過歐姆變壓器來啟動等離子體電流,需要考慮扭曲膜、磁面撕裂、電阻壁膜等等問題,而這些缺點又導(dǎo)致托克馬克裝置容易破裂、不穩(wěn)定,能夠?qū)崿F(xiàn)一分鐘、100秒都算是不錯的了,想要在此基礎(chǔ)上取得重大突破,是非常困難的。
也因此,一批科學(xué)家們就搞出了仿星器,這仿星器與托克馬克裝置不同,它是一種外加有螺旋繞組的磁約束聚變實驗裝置。它由一閉合管和外部線圈組成,閉合管呈直線形、“跑道“形或空間曲線形。常見的仿星器具有兩對或三對螺旋繞組,前者磁面形狀類似于橢圓,后者則近似于三角形。相鄰螺旋繞組中通以大小相等方向相反的電流,螺旋繞組產(chǎn)生的磁場和縱向磁場合成后,磁力線產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變換,因而能約束無縱向電流的等離子體。
仿星器最大優(yōu)點就是能夠連續(xù)穩(wěn)定運行,它不需要像托克馬克裝置那樣通過歐姆變壓器來啟動等離子體電流,也不需要考慮扭曲膜、磁面撕裂、電阻壁膜等等問題,相當(dāng)于把技術(shù)難度轉(zhuǎn)嫁到了工程難度上。
因此,很多科學(xué)家們認為,仿星器可能是最適合未來核聚變電廠的類型。
在國際上,也因此形成了兩大流派,一個是以俄國、華夏為主的托克馬克裝置流派,一個是以德、日為主的仿星器流派。
而目前國際上來看,仿星器所取得的實驗參數(shù)已經(jīng)優(yōu)于同等規(guī)模的托卡馬克,由于非軸對稱系統(tǒng)的自由度大于軸對稱系統(tǒng),仿星器中可能的磁場配置遠多于托卡馬克。
當(dāng)然,仿星器也并非完美的,它也有很大的缺點,仿星器的缺點是高水平的新經(jīng)典輸運,線圈和線圈支撐結(jié)構(gòu)的制造和組裝復(fù)雜。
對于仿星器而言,始終不斷追求改善超導(dǎo)材料,寄希望于研究出一種能夠在常溫下,或者至少在不那么極端的條件下就能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)的材料,從而制造更大的人工電磁場來對等離子體進行約束,從而解決仿星器如今面臨的諸多問題。
秦元清實際上并不看好托卡馬克裝置,也并不看好仿星器裝置,道理很簡單,它們都誕生了半個世紀(jì)了,該研究的已經(jīng)研究得差不多了,結(jié)果目前的成果并沒有實質(zhì)性飛越。
假如寄希望于真的存在常溫超導(dǎo)材料,那么別說是可控核聚變項目了,哪怕沒有可控核聚變,很多能源上的問題也能迎刃而解。
馬教授一怔,不過還是說道:“破而后立,搞一個全新的能夠利用磁約束來實現(xiàn)可控核聚變的裝置,也不是不行,不過工作量大、實現(xiàn)難度大!”
“而且就算研究出比托卡馬克裝置、仿星器還要先進的裝置,也只是解決一小部分的問題,因為可控核聚變的理論領(lǐng)域,我們也基本上是一籌莫展!”馬教授道。
物理學(xué)中有一句名言,叫作多即不同。雖然等離子體的運動用麥克斯韋方程組就可以概括,甚至連量子力學(xué)都用不上,但整個體系中的粒子數(shù)目是個天文數(shù)字。這其中的困難,絕對是讓人頭皮發(fā)麻的。
“我想理論領(lǐng)域并不是問題,事實上我?guī)啄昵熬驼f過,可控核聚變理論方面已經(jīng)解決了,欠缺的只是相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展和夯實,我之所以這個時候提出推動可控核聚變技術(shù),就是因為目前來說,目前我們?nèi)A夏初步具備實現(xiàn)可控核聚變的基礎(chǔ)!”秦元清淡笑道。
他知道馬教授口中的理論領(lǐng)域的問題是什么,無非就是裝置中的離子體運動,其離子體運動是非常復(fù)雜的。
就像是流體力學(xué)一樣,我們雖然知道基本方才是納維斯托克斯方程,但是其產(chǎn)生的湍流現(xiàn)象卻是物理學(xué)界兩百年來都攻不下來的大山。
湍流現(xiàn)象并非一般流體的專利,等離子體同樣會產(chǎn)生湍流現(xiàn)象。而且因為有外磁場的存在,等離子體的湍流,會比一般流體的湍流現(xiàn)象更加復(fù)雜,更加難以預(yù)測。
由于無法從理論上做出解釋,就沒辦法從“第一性原理”出發(fā),找到一個簡潔的模型去預(yù)測等離子體行為。
所以很多時候,研究人員在對等離子體進行“診斷”時,只能像研究流體湍流時那樣,構(gòu)建一些唯像模型來幫助研究。
但是這些讓物理學(xué)家們傷透腦筋的問題,對于秦元清而言,早在幾年前就解決了,甚至他連模型都建立好了,只是沒有公布成果而已。
在場的專家,面面相覷,可是看到一臉淡笑、充滿著自信的秦元清,他們卻偏偏不敢提出質(zhì)疑。
因為很簡單,秦元清是當(dāng)今世界上最偉大的數(shù)學(xué)家、最偉大的物理學(xué)家!
要么不說話,一說話就代表著權(quán)威!
想要反駁權(quán)威,就得經(jīng)過一系列研究、掌握千真萬確的證據(jù),才能反駁權(quán)威。
“在此的技術(shù)專家,基本上是從事核物理研究與應(yīng)用的作家,你們所擔(dān)心的問題,實際上都并不存在,理論上的問題早已解決,隨著項目成立,你們會接觸到以前你們接觸不到知識,看到以前看不到的風(fēng)景!”秦元清微笑道。
“當(dāng)然,這并非說可控核聚變就沒有困難,實際上這里面還有不少技術(shù)需要我們?nèi)パ芯浚以陧椖拷ㄗh書上就已經(jīng)列明,可控核聚變需要對上千項技術(shù)進行突破,也正是如此,研究方面給出了4年時間,預(yù)計2025年技術(shù)方面完全成熟,開始建設(shè)核聚變核電站!”秦元清強調(diào)可控核聚變需要攻克的技術(shù)難關(guān)。
“事實上,目前正在建設(shè)的十座核電站,總共存在二期工程,目前完成一期工程,正在全力以赴開展二期工程。而在設(shè)計之余,就為核聚變反應(yīng)堆預(yù)留了改造空間,也就是說到了2025年一旦可控核聚變技術(shù)方面完全成熟,就會對現(xiàn)在的核電站進行改造成可控核聚變核電站!”秦元清說道。
參加會議的專家,有的一臉淡然,仿佛早就知道了一般,有的是則是眼中露出震驚之色,顯然還是第一次了解到內(nèi)幕。
畢竟這里面的專家,有一部分是這些年才發(fā)展起來,具備了解這種事情的資格。
世界上就是這樣,你所了解到的東西,都是你的身份和影響力能夠讓你了解到的,還有很多東西是你所接觸不到的。
事實很殘酷,但是這就是世界的真相!
就如同互聯(lián)網(wǎng)世界,也許你自以為自己了解了一切,而實際上你所了解的只是你想了解的,它只是碎片化的,并非是真相!
“秦院士,關(guān)于項目建議書中,你列出的技術(shù)研究費用一千億元人民幣,核電站改造為核聚變核電站一座需要二百億人民幣,這技術(shù)研究費會不會太高了?這都超過我國在核研究的總費用了!”財政部門的一位領(lǐng)導(dǎo)提到費用問題。
對于掌握財政大權(quán)的部門而言,永遠關(guān)注的就是錢的問題!
別看如今國家財政收入一年比一年高,每年都有財政盈余,可實際上財政支出也是一年比一年高,各方面的經(jīng)費撥款年年都在增加,就像大家經(jīng)常說的,地主家也沒有余糧!
秦元清提出的三個項目建議書,反重力技術(shù)的研究經(jīng)費最低,只需要20億元,可控核聚變總經(jīng)費達三千億元人民幣。至于那個‘雙環(huán)太空站’,簡直是讓財政部門咬牙切齒,痛心疾首,一看到那超過三萬億的項目建設(shè)費用,就會覺得頭昏腦漲。
若是可以的話,財政部門都會毫不猶豫地進行否決,雙手抱胸說著‘沒錢’,可偏偏還不行!
“相關(guān)科研經(jīng)費一千億元人民幣,我想并不高,假如不愿意投入一千億人民幣的科研經(jīng)費,那么我個人愿意承擔(dān)這部分費用,但是產(chǎn)生的相關(guān)技術(shù)專利得歸屬于我,不知道可不可以!”秦元清似笑非笑地看著這位領(lǐng)導(dǎo),說道。
開什么玩笑,ITER項目建造超過10年,總耗資近百億美元,而且這可不是現(xiàn)在的美元,而是1998年的時候的美元,換算現(xiàn)在絕對超過一千億人民幣,可結(jié)果呢,卻已經(jīng)讓各大參與國快要失去耐心了,他們不知道需要投入多少資金才能看到可控核聚變的商業(yè)化應(yīng)用!
如果能夠用一千億人民幣掌握整套可控核聚變技術(shù),那么絕對有無數(shù)國家會揮舞著錢使勁的砸。
“大家也知道,去年發(fā)展受到很大的影響,GDP增長率才5,財政支出不少,我們壓力也很大!”財政部門的領(lǐng)導(dǎo)訕訕一笑道:“不過么,可控核聚變一千億技術(shù)研究費用,我想這筆錢還是值得投入的!”
開什么玩笑,可控核聚變技術(shù),產(chǎn)生的社會效益、經(jīng)濟效益,那一年都是以十萬億人民幣計的,它可以使得華夏徹底擺脫能源危機,解決能源的瓶頸,是真正地可以讓華夏有底氣地喊出:我們的目標(biāo)是星辰大海!
不說什么,只要華夏掌握可控核聚變,那么華夏的電費哪怕降低一半,都還有利可圖,而各行各業(yè)都可以增加利潤率,特別是低端制造業(yè),也可以在華夏生存得很好。
要是真的讓秦元清自己出錢,那么等到時候可控核聚變技術(shù)真的都誕生并成熟,那么估計一年交給秦元清的技術(shù)授權(quán)費都不止一千億元了!
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