打造科幻帝国:从冷核聚变开始 第154节
适配二十万吨级星际核动力航空母舰,满载排水量20.8万吨。
舰体采用双层抗宇宙射线复合装甲,装甲厚度180mm。
以“双堆芯并联+跨维度能量转化”为核心,实现“超功率输出、永续航级、零泄漏安全、极端环境适配”四大目标,彻底替代传统裂变反应堆及小型聚变堆,解决大吨位航母动力不足、燃料补给频繁、辐射风险高的短板;
同时满足航母100节高速航行,推进系统总功率需求1600MW、单次弹射功率180MW。
可同时支持2台弹射器工作的电磁弹射、最大起飞重量80吨的重型舰载机全天候起降、全舰量子通信、峰值功耗1500MW的能源护盾,及电磁炮、激光武器舰载武器系统的极限动力需求。
兼顾海洋高盐雾、强震动、空间受限及近地轨道短时间航行的双重环境适应性。
可抵御水下冲击波、电磁脉冲及中强度高能粒子冲击,完全适配20万吨级核动力星舰安全规范。
杨新看到这里便一脸懵逼了。
古承、罗宇和张发生等人请陈源过来帮忙,是为了解决核动力航母动力系统的压水堆问题。
结果这会儿电脑屏幕上出现的内容,虽然和核动力航母有一些关联,但这双层抗宇宙射线复合装甲是什么鬼?
还有,什么近地轨道和航空母舰有什么关联啊?
这些不是让杨新最糊涂的地方。
他最糊涂的地方在于,陈源在设计目标中清楚写明了一点:
其设计的动力反应堆,会彻底替代传统裂变反应堆及小型聚变堆。
这句话什么意思?
杨新不是傻子,当然明白陈源设计的反应堆可能不是核裂变堆。
这让他愈发纳闷。
人家要求的是压水堆,也就是核裂变堆的一种。
你直接摒弃了这种设计,到底是准备干嘛啊?
杨新耐住性子继续看下去。
下一刻,他看到了一系列不可思议的数据。
陈源设计的这种反应堆设计原理,是采用“双堆芯量子增强型托卡马克磁约束+超临界压水冷却循环”复合动力模式。
核心依托高温超导磁体东方超环改进型,构建双三维闭环“量子磁笼”。
利用量子纠缠效应同步约束两组氘氚等离子体,将其分别压缩至1.5×108K、2.0×107Pa的极端环境,触发氘氚聚变链式反应;
同时,这种反应堆搭载升级型超临界压水冷却系统,通过加粗纳米级冷却管道实现双堆芯热量的瞬时导出。
冷却循环速度提升至传统压水堆的4倍,可避免堆芯过热导致的等离子体逃逸,并且将聚变热能通过量子能量转换器高效转化为量子化电能,实现“双堆芯聚变-冷却-能量转化”的无缝闭环,突破传统聚变堆的能量损耗瓶颈,完全适配20万吨级航母的极端动力需求。
啊?
你这是磁约束核聚变压水堆?
杨新脑袋都要宕机了,真的无法将核聚变与压水堆联系在一起。
他和陈源一样学习的是应用物理专业,当然知道核聚变与压水堆有多大区别。
压水堆属于核裂变反应堆,利用铀或钚等重原子核在中子轰击下发生裂变链式反应,释放热量加热水产生蒸汽驱动汽轮机发电。
核聚变堆是轻原子核在超高温高压下融合成较重原子核并释放巨大能量的过程。
两者物理机制完全不同。
压水堆依赖裂变链式反应,需中子慢化剂和控制棒调节反应速率。
聚变堆需上亿度高温等离子体约束,无链式反应,无法用中子吸收控制。
因此,压水堆怎么可能和核聚变联系在一起呢?
但偏偏,陈源撰写的内容当中,似乎真的将核聚变和压水堆糅合在了一起,形成了一种新型的“核聚变压水反应堆”。
杨新看得惊疑不定,无法确定陈源的设计,到底是怎么一回事。
毕竟还没有看到具体理论,不清楚到底行不行。
他继续朝着下一部分的“核心部件设计”看去。
只见陈源写清楚了核心燃料、燃料合成工艺、双堆芯同步反应方程式等。
核心燃料是氘与氚,采用“海水原位合成+自持循环”模式。
燃料合成工艺是依托航母舰载海水处理模块,从海水中提取氘,通过量子级电解分离技术,将海水电解为H2、D2及O2。
其中详细工艺流程,以及反应方程式全都写得清清楚楚!
例如量子级电解分离的反应方程式是这样:2H2O$xlongequal{量子电解}$2H2↑+O2↑、2D2O$xlongequal{量子电解}$2D2↑+O2↑。
杨新依照反应方程式在心底默算了一遍,最终惊骇地发现,这个反应方程式居然是成立的!
这意味着什么?
意味着这种量子级电解分离技术,理论上是成立的。
也就是说,一旦陈源设计的这种反应堆打造出来,便可以直接从海水中提取燃料补给!
杨新内心不由一震,当真被陈源这个科幻级别的设计弄得很震撼。
他目不转睛继续看燃料合成工艺后续的信息。
氚通过氘核与锂核的聚变反应原位合成,采用舰载锂储备模块,在聚变堆芯次级反应区,氘核与锂-6核发生聚变反应生成氚核与氦核。
后边是反应方程式。
同时,氘氚聚变反应产生的中子与锂-6核反应,补充氚燃料,实现自持循环。
后边也是反应方程式。
杨新仔细计算了一下,发现这两个部分的反应方程式,居然也成立!
看到这里,他已经可以确定,陈源设计的这种反应堆,燃料合成工艺没有任何的问题!
卧槽!
燃料合成工艺一点问题都没有?
这不就代表着,这种反应堆只要核心反应成立,当真有望能够打造的出来?
杨新还就不信邪了,眼睛朝着更下方的内容望去。
接下来便是双堆芯同步反应的反应方程式。
陈源是这样撰写的内容:
氘氚聚变核心反应方程式:$ce{^2_1H +^3_1H ->^4_2He +^1_0n + 17.6MeV}$,单堆芯每秒发生1.8×1020次聚变反应,双堆芯每秒总反应次数3.6×1020次,每次反应释放17.6MeV能量,总能量释放速率6400MW(热功率),无放射性废料产生,仅产生氦气(可作为舰载设备保护气体)和中子(被辐射屏蔽系统吸收,转化为无害热能)。
这部分的反应方程式也成立!
杨新忍不住倒抽了一口凉气,当真无法相信他正在见证一场革命性的压水堆设计!
其实看到这里,他除了震撼于这种核聚变压水反应堆的设计之外,还被一些信息弄得很困惑——这到底是一艘什么样的核动力航空母舰?
可惜的事情是,下方还没有彻底写明。
他只能看到“辐射屏蔽系统”、“应急保障系统”等核心设计与材料合成工艺等信息。
虽然如此,但杨新看完理论部分,便知道这种双堆芯系统是有望打造得出来的。
陈源的超强体质,让他打字速度尤为之快。
不一会儿的时间,他便已经撰写到了“聚变堆芯”的详细设计。
这部分的内容除了堆芯设计之外,还有核心组件、材料合成等所有详细到极致的信息。
杨新仔细盯着看了一小会儿,在心中默默计算了一下,最终可以得出结论,这个设计是绝对可行的!
什么?
理论成立就算了,堆芯设计也是可行的?
杨新内心愈发震动,明白只要再解决一两个重大问题,这种核聚变“压水堆”就有望真的凭借现有技术打造出来!
就在他沉思之际,陈源撰写的内容已经在解决那一两个重大问题了。
比如超临界压水冷却系统、能量转化系统,陈源全都清楚写明了如何打造设备,打造什么样的设备,材料的合成等等。
就拿超临界压水冷却系统来说,陈源采用的冷却介质是量子改性重水升级款。
通过海水淡化+量子提纯升级技术合成,先将海水通过反渗透膜淡化,去除盐离子,再经量子级蒸馏,分离H2O与D2O。
最后通过量子磁化处理,大幅度提升冷却效率,避免重水分解。
同时加入微量的量子稳定剂,防止冷却过程中产生水垢,延长冷却系统使用寿命。
该部分所需的核心设备是纳米级冷却管道、双量子级循环泵、双热量交换器。
至于能量转化系统,陈源采用的核心设备则是双量子能量转换器、双蒸汽涡轮机、双量子发电机,以及辅助设备的双量子变压器、量子能量分配器、应急冷却系统、辐射屏蔽系统等等。
他撰写的信息实在太详细了!
详细到杨新只要稍微一分析,便知道这些设备到底能不能打造出来,大约能达到什么样的效果。
可行!
这些设备的打造工艺与技术,全都是可行的。
并且效果可以做到十分惊人的地步!
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