打造科幻帝国:从冷核聚变开始 第92节
简而言之,樊真、袁万华与楚鸿等人了解到这些信息,其实已经可以给项目评审为通过了。
虽然如此,但流程必须走完。
他们依旧要了解引力约束核聚变装置剩下的部分。
了解归了解,樊真、袁万华与晋东阳等人认为,他们看到两项科幻装置能够成为现实,接下来就算看到其他装置再科幻,他们应该也不会吃惊了。
此时,陈源更换大屏幕上的图片,展示了引力透镜装置的结构、材料与制作工艺等信息。
大家很认真地看过去。
首先,上面是整体构成。
这是一种三层同轴透镜结构。
总外径1.48m,有效透镜厚度80mm。
结构从内到外分别是:内耦合面、透镜主体、外校准层。
其次是材料体系。
内耦合面功能是等离子体无粘滞过渡+场阻抗匹配。
不同部位使用不同的材料。
例如基底是各向同性纳米晶金刚石。
掺杂则是1015 cm?3硼浓度轻掺杂。
还有表面1.2 nm单层六方氮化硼钝化层等等。
这些材料的关键特性是零场发射、极低溅射率、热膨胀系数< 1e?7/K。
接下来是透镜主体、外校准层的功能与材料。
随后,陈源又介绍了一下制作工艺。
例如激光驻波悬浮熔炼,无坩埚接触熔融温度2050℃,高速旋转离心场下定向梯度凝固等等。
这些结构、材料与制作工艺与空间弯曲装置一样,都是现有技术、材料能够打造出来的。
众人露出了果然如此的神情,仿佛在说陈源既然能证明理论可行,那么一定也能证明结构、材料与制作工艺没问题。
陈源总结道:“这枚直径近一米五的引力梯度透镜,由整块梯度真空极化陶瓷经超高速离心凝固而成,内部嵌有近四亿条轴对称超导纳米相位栅,内外表面分别键合单晶金刚石与非晶金属玻璃层。工作时,它在聚变堆芯外围构建一道平滑、稳定、连续可调的径向引力势斜坡,将原本混乱耗散的热核能量强制约束为法线方向的定向扩散流,为后续直接电能转换提供低熵、高相干、无冲击的稳定能流。”
啪。
啪啪。
袁万华忍不住轻声鼓掌。
樊真、李剑与楚鸿等评审专家也是如此。
在场虽然只有二十几个人,但是掌声很热烈。
陈源一看这架势,就知道众人认可了引力透镜装置,心里很是满意。
他笑着看向众人问道:“诸位评审专家,请问你们还有什么疑问吗?”
袁万华摇了摇头道:“没有,你继续说下一个装置的理论与技术吧。”
陈源微微颔首道:“好,那我们继续说第三个核心装置——仿恒星能量提取系统,它只做两件事,分别是能量定向扩散与直接电能转化。”
此言一出,原本认为不会再感到吃惊的一众专家,与答辩团队里的一群人,纷纷再次露出了疑惑外加吃惊的神色。
正常核聚变反应堆提取能量的大致过程是这样:将质量转化为能量,并通过热能→机械能→电能的常规热力循环过程来实现发电。
如果非要描述的简单一些就一个词:烧开水。
陈源说的仿恒星能量提取系统怎么回事?
居然不是烧开水,而是直接电能转化?
这怎么可能……
诶,这是怎么做到的?
一众评审专家与答辩团队里的人,本能第一反应是不可能,但此前陈源已经把空间弯曲装置与引力透镜装置两个不可能变成了可能,他们在产生仿恒星能量提取系统不可能直接转化电能的想法时,立刻更改变了念头,变成了想要知道是如何做到的。
简单点说,他们对陈源的可控核聚变技术从质疑,变成了绝对信任。
樊真虚心求教道:“请问陈副研究员先生,仿恒星能量提取系统是如何直接电能转化的?”
其他人目不转睛看过去,想学习一下这方面的知识。
陈源游刃有余说道:“这涉及到整个引力约束核聚变装置的构造,首先是引力约束,将高温等离子体稳定锁定在中心,不接触碰壁,然后我们的仿恒星能量提取系统,会把聚变产生的高能流沿预设引力通道有序导出,接下来则是直接电能转化部分,在高温降级前,把粒子动能与辐射能高效转为直流电。”
他停顿了一下,“约束机制刚才我和你们说过了,空间弯曲作为主约束装置,引力透镜则是作为次要约束装置,这方面我就不赘述了,直接来说有关仿恒星能量提取系统方面。”
晋东阳道:“您请说。”
陈源没有立刻说原理,而是先从聚变能量真实构成说起,“热核聚变释放的能量全部来自质量亏损,在D–T为例,能量以三种形式存在,第一α粒子动能,它带电、可直接电转换,第二,中子动能,不带电、只能通过慢化发热,第三,等离子体热动能+轫致辐射属于热载体。”
众人微微颔首,确定陈源说的没问题。
陈源继续道:“传统聚变全部变成乱流热,轰击腔壁,生热,烧水,大致原理就是这样,而仿恒星能量提取系统则是把第一、第三类能量定向扩散,然后直接发电,第二类中子引导至专用再生区,只允许这部分发热。”
咦?
好精妙的想法!
袁万华、樊真与申云等人眼前一亮,感受到这个设计的精妙了。
“现在我们来说说核心理论。”
陈源点击电脑更换图片,然后指着大屏幕道:“首先是基本物理图像,你们可以看见,上面有两个方面,分别是堆芯和向外。堆芯引力势最低、能量密度最高、温度最高,向外人工设置平缓、可控、单调上升的引力势,聚变产生的所有高能元激发高速α粒子、热离子、热电子、等离子体波和硬辐射,全都会优先沿势能降低方向运动,形成从内向外的准直、低湍流、定向能流。这不是‘吸’,是给高能热流一条唯一的下坡路。”
众人看完图片中的内容与信息,眼神变得愈发精彩了。
他们当然可以看得出,这番理论没有任何毛病。
陈源又更换了一下图片,让大家看到能量扩散方程、曲率场强度实时调制等方面的信息。
他趁机介绍道:“该部分的物理定义是聚变产生高温高能→沿引力通道定向扩散→在出口被直接抽走变成电,热始终存在,只是不混乱、不烧壁、不降级成废热。”
袁万华有些不明白,举手提问道:“能量扩散为什么定向性?”
其他人对此也不明白,纷纷朝陈源看了过去,想听听对方的解释。
在这一刻,这些评审专家已经不是在评审一个项目,而是在被上课了。
陈源像讲课的教授,讲述核心知识点道:“为什么不乱飞很好解释,引力势场轴对称,无碰撞,无剪切湍流,无磁流体不稳定性,因此扩散流天然是径向主导、低熵、准直、几乎全部流向能量提取界面,而不是冲向腔壁。”
噢!
原来如此啊!
袁万华恍然大悟。
剩下的其他评审专家和答辩团队里的人,也都弄明白了。
至于能量提取方面,众人听到刚才陈源说的能量三种形式,大概已经猜到怎么回事了。
果不其然,陈源介绍道:“接下来的能量提取部分,则是扩散能流到达引力–电磁耦合提取界面,分三路直接转为直流电,第一部分是带电粒子直接发电,主能量通道α粒子、离子,高能带电粒子沿引力通道准直流出,进入静电直接转换通道,你们可以仔细看一下大屏幕。”
众人抬头望去,看见陈源所说的那些信息,以及该部分的粒子运动方程。
看完后,他们明白整个过程是提取界面施加逐级递减的静电减速场,粒子在电场中减速,动能转化为电势能,电势差通过外部回路直接输出高压直流。
最后就是粒子减速后被回收或排气。
这一步不发热、无中间过程。
令人讶然的是,这部分效率居然是85%–92%。
众人不敢置信地对视了一眼,都从各自眼中看到了震撼。
陈源道:“接下来是等离子体携带的热动能与轫致辐射,它们会在扩散通道内保持高相干、高频率,进入量子阱辐射捕获层,高能光子被直接光电转换为电流,这部分是‘热’,但在还没有变成低温废热之前就被捕获,效率为70%–85%。”
樊真看完陈源更换的图片上信息,忍不住暗暗感慨实在太精妙。
陈源说到这部分最后一个关键点了,“中子通道是唯一允许发热的部分,快中子不带电,无法直接电转换。系统通过引力梯度偏置,将中子流定向引导至外侧再生包层,此时中子慢化、被锂捕获,生成氚、同时产生局部可控热,这部分热量用常规闭式循环回收,占总输出< 10%!”
能量转化与提取部分完全证明完毕,依旧一点问题没有!
樊真与袁万华面面相觑,真的没想到一个能量转化与提取系统,都被陈源设计得如此精彩。
晋东阳举手提问道:“陈副研究员先生,请问该系统为什么不会热失控?”
其他人对此也有疑惑,竖起耳朵倾听。
陈源笑了笑道:“很简单,本系统是天然自稳热核聚变,肯定不会热失控,我这么说,你们可能不明白,我放一张图你们看看具体的工作原理,你们就明白了。”
他把图片再次更换。
于是,大家看到了以下信息:
1.聚变功率↑→中心能量密度↑
2.引力梯度差↑→扩散流↑
3.提取功率↑→中心能量密度回落
4.扩散流自动减弱→回到稳态
看完这些信息,众人立刻明白了,这是由扩散方程与引力场共同保证的负反馈,不需要外部控制即可稳定热核运行,所以不会热失控。
陈源介绍仿恒星能量提取系统最后一部分的完整能量流,道:“整个过程很简单,无非就是燃料注入→引力约束形成高温热核等离子体→聚变产生高能粒子与热→沿引力梯度定向扩散→带电粒子与辐射直接转为直流电→中子定向引导至再生区温和发热→净电能输出,你们还有什么问题吗?”
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