接下来的时间里,陈墨和零号强强联合,制定了一个可控核聚变的详细实验计划如下:
第一步,作为核聚变反应体的混合气必须被加热到等离子态——也就是温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚,原子核能自由运动,这时才可能使得原子核发生直接接触。在这个过程当中,需要大约10万摄氏度的温度。
第二步,为了克服库仑力,即同样带正电荷的原子核之间的斥力,原子核需要以极快的速度运行,得到这个速度,最简单的方法就是——继续加温,剧温使布朗运动达到一个疯狂的水平,要使原子核达到这种运行状态的话,需要上亿摄氏度的温度。
当完成了以上两步之后,接下来要做的就简单了,氚的原子核和氘的原子核以极大的速度发生碰撞,产生了新的氦核和新的中子,释放出巨大的能量。经过一段时间,反应体已经不需要外来能源的加热,核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除,新的氚和氘的混合气被输入到反应体,核聚变就能持续下去,产生的能量一小部分留在反应体内,维持链式反应,大部分可以输出,作为能源来使用。
尽管看起来核聚变实现的方式很简单,但是陈墨接下来需要面临一个非常重要的问题,那就是处理这个高达上亿摄氏度的反应体。
迄今为止,人类还没有造出任何能经受上万摄氏度的化学结构,更不要说上亿摄氏度了,所以人类进行可控核聚变的载体是一个很大的难度,这也是不可控核聚变,即**被研制出了几十年之后,人类也没有找到一种可以控制这种能量输出,并能有效的从核聚变中获取能量的唯一原因。
陈墨现在以人类拥有智慧的基础上,有两种物理方式可能实现约束核聚变。
第一种则是著名的惯性约束理论,这一方法的要领是将把几毫克氘和氚的混合气体装入直径约几毫米的小球内,然后从外面均匀射入激光束或粒子束,球面内层因而向内挤压,球内气体受到挤压后,压力升高,温度也急剧升高,当温度达到需要的点火温度时,球内气体发生爆炸,产生大量热能。这样的爆炸每秒钟发生三四次,并持续不断地进行下去,释放出的能量就可以达到百万千瓦级的水平。
这一惯性约束理论的奠基人之一是中国国著名科学家王淦昌。
除了惯性约束之外,另一种方式就是磁力约束。
由于原子核是带正电的,那么建立的磁场只要足够强大,原子核就跑不出去,只需要建立一个环形的磁场,那么原子核就只能沿着磁力线的方向,沿着螺旋形运动,跑不出磁场的范围,而在环形磁场之外的一点距离,可以建立一个大型的换热装置,因为此时反应体的能量只能以热辐射的方式传到换热体,然后再把热能转换成电能就行了。
两种物理学上约束核聚变的方法,至今都没有获得实验上的成功,尽管它在理论上是可行的,可是实际操作起来,成功的可能性却非常的低。
可是陈墨现在没有办法找到一个更好、更有效的方式来实现可控核聚变,所以陈墨打算试试这两种方法,利用更精密的计算和实验,也许能够取得成功。
就在陈墨已经完全制定了如何研究掌握可控核聚变计划的时候,一场意外突如其来。
“陈墨,快看,那是……”
零号惊诧的指着飞船雷达侦测系统中那个不停闪烁的点。