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第550章 这是个好日子


徐蒙和叶臻、阳源对视了一眼,转身跟上了高长安。

高长安带着他上了三楼,推开了尽头一间小会议室的门。

肖宿已经坐在里面了,手边摆着一台打开的平板电脑,屏幕上是一组托卡马克的磁约束位形数据。

见徐蒙进来,他抬了抬头。

“你们的托卡马克,现在具体是什么情况?”

徐蒙深吸了一口气,从头讲起。

他们研究所的托卡马克装置名叫“夸父”,在去年已经完成了等离子体温度超过一亿度、持续约束时间突破一百秒的实验,这个成绩在全球可控核聚变领域都是稳居第一梯队的了。

但是,距离真正的工程化应用还是有非常遥远的一段距离的,核心瓶颈主要有三个:第一个就是等离子体的稳态约束时间不长。

边界局域模和扭曲模这些不稳定性会不断撕裂磁约束场,导致约束时间只能做到百秒量级。

这也是徐蒙目前最头疼的一个问题了。

要从一百秒的约束时间,跃升到肖宿需要的月级燃烧,光靠“夸父”现在的位形设计是不可能的,必须要把边界局域模的爆发频率和强度都压下去,而且至少要压下一个数量级,让边缘不再像海浪一样反反复复地拍打约束壁才行。

而要达到这样的效果就需要重新设计边缘磁剪切,让边界层的磁力线更“陡”,用几何本身堵死不稳定性的增长通道。

而芯部的扭曲模,则需要靠中心电流剖面的主动整形来抑制,主动把电流分布修成一种不容易激发扭曲的形态。

说起来就几句话,但是做起来,每一行都需要新的控制算法、新的线圈配比方案,甚至是新的诊断手段去实时感知等离子体内部的细微变化,根本没那么容易推进。

徐蒙他们这些年一直在往这个方向推,但是因为底层的磁体位形先天就有缺口,进展十分的缓慢,几乎可以说是一直在原地踏步。

第二个瓶颈就是高热负荷部件的材料问题了。

要知道在聚变堆里面最惨的位置就是偏滤器靶板了。那里是等离子体废热和粒子流排出的唯一通道,所有从约束区泄漏出来的能量都要撞到那块板上。

现在“夸父”靶板承受的热流密度已经逼近钨合金的物理极限了,再高就会开始熔化、升华、溅射,而溅射出来的钨杂质又会反过来污染等离子体,最终形成恶性循环。

肖宿图纸上写的那个热流密度比“夸父”现在能承受的还高出了一个数量级,徐蒙算了无数次,现有的任何材料体系根本没有能够扛住的,要想达到那个效果,除非材料本身的微观结构被重新设计,从原子排列的层面把热传导路径和力学承载路径解耦,让材料既能导热又不被热应力撕裂。

这一点他们根本没有想过。

而第三个问题就是聚变增益太低了。

现在最好的Q值刚过一,离Q大于五十的目标还隔着很长的一段距离。

这条路,每一项都是硬骨头,每一项都需要时间、人才、和一点运气。

“肖教授,我这样说可能有点丧气。”徐蒙苦笑了一下,“但这就是我们目前的真实水平。”

“要达到你图纸上的指标,我这心里,说实话,没底。”

肖宿听他说完,没有马上说话。

徐蒙说的这些,他在设计飞船推进系统的时候就已经想到了。

约束稳定性、材料热负荷、聚变增益,这三个问题只要是研究核聚变都不可能忽略的,而且每一个都是硬骨头。

尤其是第二个,偏滤器材料的热流密度问题,这不是普通的优化和调整就能解决的。

他之前已经让逆材料实验室做过相关的材料逆向设计了,结果出来之后,热流密度上限确实有了数量级的提升,但是材料制备的复杂程度也上了一个台阶,需要优化调整的地方还有很多。

“你说的这些问题,我都知道。”

肖宿端起杯子喝了一口水,“材料那边我让逆材料实验室先做了前期工作,热流密度的问题可以在三个月内解决。

约束稳定性可以用和乐反馈控制框架来做,这个方案的理论部分我已经写完了,拿到你们现有装置的参数之后就可以开始做控制系统的适配。

增益的问题,本质是前两个问题的结果。

如果约束稳定性上去了,热负荷材料也跟上了,Q值自然就上去了。”

他放下杯子,目光平静地看着徐蒙:“我过两天会跟你去一趟等离子体所,看看现在的装置到底什么情况,有些东西,光看数据还不够。”

徐蒙先是一愣,随即心里涌起一阵说不清的兴奋。

不管那个Q大于五十的目标到底能不能达到,肖宿愿意去他们那里指导实验,这本身就是一件天大的好事啊。

哪怕最后只解决了其中一两个问题,对整个可控核聚变领域来说都是往前推了一大步。

“好的!肖教授,我这就安排。”徐蒙的声音都高了几分。

肖宿点了点头。

窗外的天色已经暗了下来。

小楼外面的路灯亮了起来,在湿润的夜里晕开一团团橘黄色的光圈。

徐蒙走出会议室的时候,脚步比来时轻快了不少。

叶臻和阳源还在楼下等着,看到他的脸色,两人都笑了。

“怎么样?”叶臻问。

“肖教授过两天去我们那儿指导指导工作。”

徐蒙说着,自己都没忍住笑出来,“走吧,去吃饭,今天这样的大日子,值得庆祝庆祝啊。”


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