重生科技學(xué)霸 第四百九十章氦3原子探針

氦3，是一種氦氣同位素氣體，氣體具有無(wú)色，無(wú)味，無(wú)臭穩(wěn)定的氣體！

當(dāng)然最讓氦3出名的是，其是可控核聚變關(guān)鍵燃料。

21世紀(jì)掀起了登月計(jì)劃狂潮，就是因?yàn)楹?是可控核聚變關(guān)鍵燃料，相當(dāng)于未來(lái)時(shí)代的石油，誰(shuí)搶占更多的氦3資源，誰(shuí)在未來(lái)能源就擁有更多的話語(yǔ)權(quán)。

因?yàn)楹?是太陽(yáng)輻射帶來(lái)的，因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)比較強(qiáng)的原因，使得只有極少能夠穿透地球磁場(chǎng)來(lái)到地球，幾十億年來(lái)地球上累積的氦3儲(chǔ)量也就是幾百公斤，能夠開采利用的估計(jì)連一百公斤都不到。

而月球不一樣，月球擁有著豐富的氦3資源，其在月球分布得很均勻，總量超過(guò)了一百萬(wàn)噸氦3資源！

也正是因?yàn)槿绱耍壳笆澜绺鲊?guó)的可控核聚變實(shí)驗(yàn)，是通過(guò)氘與氚反應(yīng)形成氦3，然后再進(jìn)行核聚變反應(yīng)。

對(duì)于華夏而言，這也是必須經(jīng)歷這一步，在沒有可控核聚變提供強(qiáng)大能源下，想要在月球上從土壤中提煉氦3，那無(wú)疑是癡人說(shuō)夢(mèng)話，幾乎是不可能的。

嫦娥5號(hào)廢了九牛二虎之力，也無(wú)非從月球帶回10公斤的月壤，而這一次性帶回10公斤月壤已經(jīng)算是量很大的。而月壤中的氦3含量，大概1噸月壤只能提煉4—5克氦3，10公斤的月壤能夠提煉的氦3簡(jiǎn)直是可以忽略不計(jì)。

所以，秦元清設(shè)計(jì)的“金烏裝置”，也得先是氚與氘反應(yīng)形成氦3，然后再以氦3舉行核聚變反應(yīng)。

而這其中涉及到的等離子流體現(xiàn)象，就是一個(gè)難題，如何在這樣的一個(gè)復(fù)雜能量反應(yīng)中，保證材料的穩(wěn)定，也是一個(gè)重中之重。

核聚變產(chǎn)生的高溫，那是高達(dá)5000萬(wàn)攝氏度甚至是一億攝氏度，這么高的溫度，沒有任何一種材料可以承受這么高的溫度。所以，從一開始科學(xué)家們研究可控核聚變，從未想過(guò)去研發(fā)一種可以承受5000萬(wàn)攝氏度甚至是一億攝氏度高溫的材料。

從一開始，可控核聚變的思路就是通過(guò)磁場(chǎng)約束聚變高溫區(qū)域，使得裝置材料并不與聚變高溫區(qū)域接觸，這一點(diǎn)上，不管是托卡馬克還是仿星器，亦或者秦元清設(shè)計(jì)的‘金烏裝置’，本質(zhì)上都是一樣的。

托卡馬克是利用很多束在空間方位上均勻分布于各個(gè)角度的激光產(chǎn)生的光壓來(lái)使核聚變材料束縛在中間。仿星器是利用環(huán)形的電磁場(chǎng)使得聚變材料被限制在一個(gè)環(huán)形內(nèi)，從而達(dá)到束縛的目的。

而之所以到目前兩種裝置的可控核聚變實(shí)驗(yàn)都還停留在秒的時(shí)代，就是因?yàn)椴还苁峭锌R克還是仿星器，都無(wú)法保證核聚變過(guò)程中對(duì)聚變的核燃料的有效束縛。可能核聚變最初一段時(shí)間里還能維持，但到了中后期，肯定會(huì)變得混亂！

而秦元清設(shè)計(jì)的‘金烏裝置’，實(shí)際上形狀如八卦，中間的兩個(gè)魚眼不斷進(jìn)行反應(yīng)，而高溫則是被限制在八卦形狀內(nèi)，使得在這個(gè)強(qiáng)大磁場(chǎng)內(nèi)部，高溫不會(huì)直接與裝置材料相接觸，從而保證反應(yīng)的發(fā)生和持續(xù)。

不過(guò)這個(gè)裝置，需要He3原子探針技術(shù)，以確保能夠隨時(shí)探測(cè)反應(yīng)裝置里面的反應(yīng)。

在理論物理學(xué)界的前沿研究領(lǐng)域中，對(duì)于一個(gè)難以預(yù)測(cè)的混沌系統(tǒng)，比較常見的做法便是扔一顆粒子進(jìn)去探探路。通過(guò)對(duì)該粒子的觀察，間接對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行觀察。

而裝置中可控核聚變的關(guān)鍵燃料是氦3，不是氘也不是氚，氘與氚反應(yīng)是要形成氦3的，氦3才是進(jìn)行核聚變反應(yīng)的，因此探測(cè)氦3才是真正關(guān)鍵。

再者氦3的原子直徑足夠小，原子核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不但從概率意義上盡可能避免了難以區(qū)分的多原子碰撞，而且更易于從等離子體中穿過(guò)。

通過(guò)He3原子探針來(lái)觀測(cè)氦3原子，就有著重大意義，以氦3原子的觀測(cè)簡(jiǎn)介還窺探核聚變反應(yīng)的情況。

“在這裝置上設(shè)置一塊巴掌大的靶材料，用來(lái)捕抓從原子槍發(fā)射的氦3粒子，就能通過(guò)記錄發(fā)射周期內(nèi)氦3與氚原子碰撞發(fā)出的電磁波信號(hào)，以及最終氦3撞擊靶材時(shí)的攜帶能量、撞擊角動(dòng)量等等數(shù)據(jù)，間接分析高溫壓狀態(tài)下等離子體攜帶的數(shù)據(jù)！”秦元清提出自己的想法，然后整理成文件，交給專業(yè)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)。

而這個(gè)團(tuán)隊(duì)，本身就是水木大學(xué)里面的，就已經(jīng)是全國(guó)最為頂尖的，不管是實(shí)驗(yàn)器材的先進(jìn)程度，還是研究人員，都是全國(guó)最頂尖的！

只有在實(shí)驗(yàn)中積累到足夠的數(shù)據(jù)，秦元清才能根據(jù)大數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，才能進(jìn)一步的判斷。

可控核聚變項(xiàng)目，涉及到的不僅僅是物理相關(guān)領(lǐng)域，還涉及到化學(xué)、數(shù)學(xué)等等，就是因?yàn)樯婕暗降膶W(xué)科夠多的，導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目動(dòng)用的研究人員超過(guò)五萬(wàn)人。

每一項(xiàng)技術(shù)，或者是由一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行，或者由多個(gè)團(tuán)隊(duì)配合進(jìn)行，而每一項(xiàng)技術(shù)都有專門的技術(shù)負(fù)責(zé)人，這些技術(shù)負(fù)責(zé)人毫無(wú)疑問(wèn)都是世界一流科學(xué)家，是華夏科學(xué)家中的精英。

也正是如此，秦元清才有把握，能夠在45年內(nèi)完成可控核聚變的實(shí)驗(yàn)室階段的積累，宣告華夏掌握可控核聚變技術(shù)。

不然的話單靠他，想要搞出可控核聚變，起碼需要二十年時(shí)間才有可能！

秦元清對(duì)于ITER并不熱衷，就是因?yàn)樗⒉豢春肐TER，這個(gè)項(xiàng)目從1985年開始，想要建立第一個(gè)試驗(yàn)用的聚變反應(yīng)堆，希望在2010年建成一個(gè)實(shí)驗(yàn)堆，實(shí)現(xiàn)1500兆瓦功率輸出，而造價(jià)是100億美元。可是從一開始，ITER就充滿著各種坎坷，特別是2000年的時(shí)候美利堅(jiān)中途退出，更是讓ITER差點(diǎn)胎死腹中。直到2003年，隨著能源危機(jī)加劇，各國(guó)又重視起來(lái)，特別是華夏宣布加入了ITER計(jì)劃，方才使得ITER不至于胎死腹中，連帶著美利堅(jiān)也重返ITER計(jì)劃。

可是就算華夏這么一股強(qiáng)大力量，從2005年ITER正式立項(xiàng)，造價(jià)從當(dāng)初的100億美元提升到120億美元，可是原計(jì)劃在2015年全面完成反應(yīng)堆，可是ITER計(jì)劃不斷延期，直到現(xiàn)在，依舊還未能成功。

在秦元清看來(lái)，可控核聚變技術(shù)，就得一個(gè)強(qiáng)大國(guó)家投入巨額資金，堅(jiān)持不懈攻克難關(guān)，才能真正的視線。如果是一個(gè)多個(gè)國(guó)家參與的組織，人心不齊，各自有各自的利益，再加上沒有一個(gè)有足夠威望的科學(xué)家作為統(tǒng)籌，想要視線可控核聚變，簡(jiǎn)直是比登天還難！

到目前為止，像這種超級(jí)工程，從未出現(xiàn)過(guò)多國(guó)合作組織能夠真正的建成的。

這也是秦元清力推可控核聚變項(xiàng)目，由華夏投入巨資、調(diào)集龐大人力物力來(lái)進(jìn)行，就是因?yàn)槿绱耍?p/> 另一邊，接到秦元清的文件，負(fù)責(zé)研究He3原子探針技術(shù)的團(tuán)隊(duì)，都紛紛進(jìn)行研究。

“真是匪夷所思，往等離子體中插入一根名叫氦3的探針，而它的體積只有一顆原子那么小！”一個(gè)青年研究人員都驚呆了。

他們這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，是剛剛組建沒多久，專門研究He3原子探針技術(shù)，一開始他們看到這個(gè)技術(shù)名稱，那是感覺到莫名其妙，畢竟聞所未聞，而且該怎么入手？

關(guān)鍵是這項(xiàng)He3原子探針技術(shù)的經(jīng)費(fèi)很高，高達(dá)1000萬(wàn)人民幣的科研經(jīng)費(fèi)。

這是他們這個(gè)團(tuán)隊(duì)，不管是哪個(gè)研究人員，參與的科研經(jīng)費(fèi)最多的。

“聽起來(lái)很難，也很不可思議，不過(guò)我相信秦院士不會(huì)隨意拍腦袋的，我們要做的，就是根據(jù)秦院士的方案，進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)He3原子探針技術(shù)！”這項(xiàng)技術(shù)的負(fù)責(zé)人，是一個(gè)叫林英明的科學(xué)家，其年齡56歲，剛當(dāng)選院士沒多久。

林英明是水木大學(xué)出身的，從水木大學(xué)本科畢業(yè)后就出國(guó)留學(xué)，獲得了博士學(xué)位，在普林斯頓大學(xué)工作一段時(shí)間后，在2011年返回水木大學(xué)任教，他是親眼看著秦元清鑄就神格，對(duì)于秦元清他和其他年輕人沒有什么兩樣，屬于秦元清的腦殘粉。

他很清楚，這個(gè)He3原子探針技術(shù)一旦成功，那么毫無(wú)疑問(wèn)是個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的發(fā)明！

諾貝爾獎(jiǎng)并不僅僅只是獎(jiǎng)勵(lì)偉大的理論發(fā)現(xiàn)，同樣不吝嗇于獎(jiǎng)勵(lì)那些改變?nèi)祟愇拿鞯闹卮蟀l(fā)明。

而毫無(wú)疑問(wèn)，這個(gè)He3原子探針技術(shù)一旦成功，將推動(dòng)整個(gè)可控核聚變工程的發(fā)展！再考慮到這些年水木大學(xué)誕生一位位諾貝爾獎(jiǎng)得主，那么他作為這項(xiàng)技術(shù)負(fù)責(zé)人，毫無(wú)疑問(wèn)是很有可能當(dāng)選諾貝爾獎(jiǎng)得主！

畢竟，更上面的頭，秦元清已經(jīng)宣布不再參與任何獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)選了，那么榮譽(yù)自然會(huì)落到底下的人。

想到自己有可能獲得諾貝爾獎(jiǎng)，林英明的瞳孔中越來(lái)越亮，也越來(lái)越興奮。

這種能夠名利雙收的事，燒香拜佛都求不來(lái)的。

林英明帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)，開始研究這項(xiàng)He3原子探針技術(shù)，而秦元清在關(guān)注He3原子探針技術(shù)之余，則是繼續(xù)完善著‘金烏裝置’，畢竟進(jìn)入2022年核工業(yè)集團(tuán)就會(huì)進(jìn)場(chǎng)動(dòng)工建設(shè)，他必須在這之前完成‘金烏裝置’，不然的話都沒辦法動(dòng)工建造裝置。