“核裂变的原子核质量较大,而且本身不稳定,所以只要常温常压的环境就能实现裂变反应,而核聚变则不同,要克服原子核之间巨大的静电排斥力,没有足够的能量或特殊环境去击破这排斥力的临界点,就无法把原子核融合在一起。”
“所以,关键还是需要创造出高压、高温的环境吧?”
“是的呢。”
小x回答道,“宇宙中最常见的核聚变反应就要数太阳了,太阳因为自身质量的原因,可以令核心形成2000亿个大气压的超高压,再加上1500万度的温度,就可以把氢原子聚变成氦原子。”
“可是人类如果想在地球上实现这个同样的核聚变的话,超高压的条件是完全没办法达到的,所以人类现今的核聚变装置都需要在高温上下功夫,需要把核心温度从太阳核心的1500万度提升到一亿度以上才行。”
“最简单直接的方法是,用大量通电线圈沿着环围出一个环形,令其产生出强大的磁场,形成磁约束核聚变反应堆,而这种能产生足够强的环形磁场的装置,就被称作‘托克马克装置’。”
“而另一种惯性约束核聚变反应堆,则是把以毫克为单位的氘和氚的混合气体装入直径几毫米的小球,并从外界均匀射入激光束,球面因吸收能量而向外蒸发,而受它的反作用,小球内气体受挤压而压力升高,并伴随着温度的急剧升高,当温度达到所需要的点火温度时,小球内气体便发生爆炸,并产生大量热能!”
第260章 激光元件
“这种爆炸过程时间很短,只有几个皮秒,只要每秒钟发生三四次这样的爆炸,并且连续不断地进行下去,所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站!”
陈晨听到小x的解释,顿时点了点头,“托卡马克装置我还是了解一些的,不过我记得托卡马克应该有很大缺陷的吧,还有另一种惯性约束聚变反应堆,这种地球联邦也有类似的装置吗?”
“是的,代表磁约束的托卡马克装置的确有很大的缺陷,因为托卡马克装置的核心就是磁场的出现,要产生磁场就需要用线圈,有线圈就有导线,有导线就有电阻。”
小x回答道,“托卡马克装置越接近实用,就要越强的磁场,就要给导线通过越大的电流,于是导线的电阻就出现了,电阻会使线圈的效率降低,同时会限制电流的强度,不能令托卡马克装置产生足够的磁场。”
“所以,超导技术就很重要了,现如今的地球联邦就是将低温超导体做成线圈,这样便可以解决电流的量和损耗的问题了,于是,这种超导体和托卡马克装置的结合,就被称为——超托卡马克装置。”
“现如今地球联邦只有三个洲区存在超托卡马克,分别是北美洲区、中洲区、和欧洲区去,其中北美洲区有五座,中洲区两座,欧洲区一座。”
“至于惯性约束聚变反应堆,这种设备全世界许多国家和洲区都有,但是真正出名的,还是北美洲区的national ignition facility roject,简称为nif。”
“这种装置可以把200万焦耳的能量,通过192条激光束聚焦到直径为3毫米的氘氚小丸上,每束激光发射出持续大约十亿分之三秒,产生1亿度的高温,压力超过1000亿个大气压,进而引发核聚变。”