038 初窥聚变

    森正浩一行人达学校的时候,雷阵雨却又停了,太阳已经探出头来。森正浩忍不住吐槽,这4月的羊城,天气预报跟个摆设差不多,天气说变就变。

    与苏申院长一行人告辞后,森正浩便拖着行李箱回到了家中,一如既往。在工作间内,家里见到自己爸妈的概率无限趋近于零。

    他也没说什么,便将衣物从行李箱中整理出来,随后便将自己甩到床上。合上眼睛,将意识沉入纯白色的科技树空间。

    【超导材料,92%】

    【核聚变,46%】

    ……

    看着眼前闪烁的科技树,此时此刻的森正浩还是颇有成就感的。超导材料的研究算是基本完成,虽然研究过程比较艰辛,可最终也收获了属于他的果实。

    但他随即看到核聚变技术的进程仅仅被推动了一小段,这份成就感又被压了下去,道阻且长。

    虽然没有指望超导理论能将可控核聚变技术推进到应用阶段,但解决了一个困扰人类半个世纪的难题,也是最主要的核心技术之一,才仅仅推动可控核聚变技术往前迈了一小步,却也让森正浩有些意想不到。

    以前听老爸提到过,可控核聚变的实验反应堆,科技院很早之前就已经设计到位了,但实际上这个项目已经搁置了有段时间了。五年、还是十年,或者更久,森正浩有些模糊了。

    研究工作,也一直不太顺利。虽然偶尔的点火能在世界上秀秀肌肉,宣告研究有些进展,但也大多都是些边角料上的突破。

    最核心的一些难题,已经很多年没有丝毫进步了,换句话说现在的核心技术,还是老一辈的物理学家们遗留下来的。

    可能目前人类所研究的可控核聚变技术并非是最优解?森正浩被自己突发的灵感给吓到了,这么一算岂不是又可能要像超导材料一般,掀掉许多科研人员的桌子?

    森正浩摇了摇头,有些哭笑不得地看着科技树,不管怎么说,能源永远是文明发展的第一步,可控核聚变研究是人类目前最需要的技术,没有之一。

    虽然不确定,自己的判断是否正确,但他准备从源头重新梳理一下核聚变所面临的问题。更有目的性地去研究可控核聚变技术,而不是像无头苍蝇一般没有一点方向。

    毕竟科学研究,无外乎就是发现问题,然后解决问题。

    这么想着,他便将意识从科技树空间抽离,起身在椅子上坐下。从一旁拿过一叠草稿纸,写下两种核反应的方程式。

    【235U+1n->141Ba+92Kr+3n】

    【2H+3H->4He+1n】

    人类目前掌握的只有不可控核聚变,比如蘑菇弹之一的氢弹,一种由核裂变引导的不可控核聚变。

    因此目前全球范围内的核电厂,绝大部分都是核裂变,更准确的说是可控核裂变。原材料多采用很常见的铀,但也有其非常的负面影响,核辐射以及核废料问题。

    裂变的过程属于链式反应。热中子轰击铀-235会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀-235,从而形成链式反应而自发裂变。

    看起来很简单,让所有人感觉似乎能手搓核反应堆的错觉,毕竟只要中子撞上铀-235就能发生链式反应,从而进行核裂变。

    思考到这里森正浩不由得,想到一个笑话。人造飞行器是怎么穿越小行星带没有被撞下来的?

    很多人对于小行星带的第一印象,就是密麻麻的类似蚂蚁窝。但实际上,就拿星体密度最大的柯伊伯带来说。

    在宇宙的尺度上,它宽度的达到约25个天文单位,也就是38亿千米。地球与月球之间的平均距离是38万公里,放在这个广袤区域内,占比不到0.01%。

    在那么一个区域内,就算有上百万颗各类星体,彼此之间的距离都可能有数个地月距离,更别说它还是个三维空间。

    那么人造飞行器为什么撞不上小行星,也就显得可笑了。

    核裂变也是同样的道理,所以实际上的裂变反应难度极大,中子的半径是10^(-15)米,铀原子核的半径是10^(-15)米,能让这两个东西精准的撞在一起,难度可想而知。

    裂变是重核分裂成轻核聚的过程,而聚变则恰好相反。

    目前主流的研究方向是氘核与氚核碰撞后合成氦核,并产生一个中子,并释放能量。

    首先,原子核外还有一层浓密的电子云,根据泡利不相容原理,这种情况下无论多大的压力都无法使得两个电子结合。

    其次,是和裂变反应一样的问题,如何让聚变元素尽可能多甚至是精准地碰撞在一起,因为这也就成了所有科研人员不得不去解决的噩梦。

    倘若面前都完成了,那么便到了最后的能量转化问题,根据爱因斯坦质能方程E=mc²,原子核发生聚变时,有一部分质量转化为能量释放出来,如何将这些释放出来的能量转变为电能供给人类使用,也是个问题。

    当然简单粗暴的烧开水必然是一种解决方式,但仅仅是烧开水未免也太Low了。人类科技的发展,也该脱离烧开水的宿命了。

    想到这里,森正浩挥手写下目前自己思考后所碰到的难点。

    【难点1,突破泡利不相容,反应条件】

    【难点2,如何尽可能多的发生核反应,效率问题。】

    【难点3,如何利用能量发电,转化问题】

    这是核聚变的基本原理,人类目前所有的可控核聚变研究都是从这些基本原理中衍生出来的。

    提笔在这三个难点上做上重点标记,森正浩稍稍松了一口气,这么看似乎问题明确不少,至少自己有了向前摸索的方向。

    但物理这条大道,哪件事不是这样的。想要去摸清楚这方宇宙背后隐藏起来的知识,怎么可能轻松?完全就是掰开上帝手指的过程。

    道阻且长。

    就在森正浩准备更细致的去将这些难点一一细分的时候,房间门突然被打开,白炽灯亮起。

    门口一阵混乱,顿时一道略带埋怨的声音响起,“你在家怎么都不开灯啊,吓我一跳。”

    听出是森母的声音,森正浩反倒是有点不确定得抬头看了看窗外的天色,晚霞已经落在了天边上,一副马上就要天黑了的样子。

    顿时反应过来,自己就这样想了小一下午的时间。

    森母见他半天没有接话,走过来拍了下他的肩膀,问道:“臭小子,怎么了?”

    这下可算是把森正浩给拍醒了,随即说道,“没什么,领导,你来我房间干嘛?”

    “我这不是看门口有你鞋嘛,你爸都做好饭了,在外头叫你几句,你没应。我就进来看看。”

    “哦,马上。”

    森正浩收拾下桌面,将草稿纸收好,便随着自家老妈后头,出去吃饭了。

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