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第57章 熱核聚變反應堆方案

2025-11-02 作者:志誠心予

實驗室裡,沈淵正專心鑽研著熱核聚變的相關知識。

突然,星海興奮的電子音響起:“沈淵!熱核聚變反應堆的可行性方案終於推演完了!”

沈淵一下子坐直了身子,大手一揮,關閉了眼前顯示的資料投影,急道:“真的?快!趕緊把資料投到全息投影上!”

八道炫光閃過,一個泛著金屬光澤的三維模型緩緩旋轉著懸浮在空中。

沈淵趕緊湊過去,同時問道:“星海,氦 - 3 聚變到底靠不靠譜?先給我說道說道。要是還不如冷核聚變,那咱好像也沒必要費這勁去研發了。”

“氦 - 3 聚變的優勢那可太頂了!同等體積下,輸出功率最少是冷核聚變10倍以上!”

星海的聲音帶著資料流滾動的音效,模型內部隨即透明化展示。

“同時反應產物只有質子和氦 - 4,中子產量極少。

這就意味著中子輻射損傷和放射性廢料的問題,直接就不是事兒了!”

沈淵眉頭微皺,一臉嫌棄:“得了吧,不可能只有好處沒壞處,難點肯定也不少,趕緊老實交代!”

“確實有硬骨頭要啃!” 星海的聲音變得嚴肅,模型表面泛起刺目的紅光。

“它的反應截面太小了,點火需要高達 1.5 億度的高溫,比太陽核心還猛!

普通材料扔進去,瞬間就汽化消失,點火難度堪稱地獄級別。”

“那可怎麼辦?常溫超導磁場約束等離子體可以解決嗎?” 沈淵在操作檯前來回踱步思考著。

“別慌!關鍵救星來了 ——一號振金材料和常溫超導!”

星海展開模型內壁,暗金色的一號振金紋路閃爍著。

“可以用一號振金來做堆芯第一壁材料。

它不僅能承受極高的溫度,還能把帶電粒子的動能直接轉化為電能。

而常溫超導材料,則負責生成高磁場,實現快速響應控制。”

沈淵摸著下巴,眼神透著思索:“但是氦 - 3 聚變中子少,振金原本用於中子動能轉換的用途,豈不是得變一變?”

“完全正確!” 星海立刻調出微觀畫面。

“現在要調整振金的應用,更側重高溫防護和直接能量轉換。

就拿氦 - 3 反應產生的高能質子來說,可以透過電磁場引導它們到轉換層。

或者利用一號振金的壓電效應,直接把質子的能量轉換成電能。”

“對了!氦 - 3燃料消耗大嗎?目前基地在月球的開採量是否能滿足一年消耗?” 沈淵一拍操作檯,大聲問道。

“這事兒不用愁!月球上氦 - 3 燃料多的是,咱加大開採力度就行,完全沒問題!”

星海展示出星系圖,月球基地的光點閃爍著。

“目前在月球上只是少量開採用於實驗。

不過從長遠考慮,還是得加入氦 - 3 增殖系統,以防萬一。”

“啥?氦 - 3 增殖系統?” 沈淵滿臉驚訝,這可太出乎他意料了。

“沒錯!透過振金量子共振腔對少數高能質子進行改性人為生成中子,對月球土壤中的鋰 - 6 進行輻照從而觸發反應,生成的氚(3H)發生 β 衰變。

然後利用一號振金奈米催化劑,將衰變過程加速至人工調控模式。

使氚的衰變時間縮短至 3 個月,進而轉化為氦 - 3。

其中,轉化出來的氦 - 3 裡70% 可直接用於聚變反應。

剩餘30% 重新注入鋰靶材包層,作為後續增殖反應的起始原料。

透過這種方式,使每單位氦 - 3 燃料得以迴圈利用。

理論上增殖效率可達 430%,即實現氦 - 3 的淨增長。

然而,以當前技術水平,實現這一理論增殖效率尚不可行。

但顯著減少氦 - 3 的消耗是可行的,最多可降低 80% 的燃料消耗量。”

“啥?還能這麼搞?太牛了!” 沈淵完全沒想到星海能搞出這麼厲害的黑科技。

突然,沈淵指著模型,眼神疑惑:“等等!為甚麼氦 - 3 反應主要是 D - He3,而不是純 He3 - He3 呢?”

“因為純 He3 - He3 反應需要更高的溫度條件。”

星海迅速切換資料對比:“相比之下,D - He3 反應相對容易實現,更適合我們的設計要求。”

“說到這,磁場約束這塊,傳統託卡馬克肯定搞不定吧?” 沈淵皺著眉,滿臉懷疑。

“必須升級方案!” 星海調出三重巢狀磁場圖。

“最外層用常溫超導編織螺旋磁籠,中間層利用磁鏡效應反射逃逸粒子。

最內層藉助振金磁阻效應,生成動態力場。

這樣就能把等離子體牢牢困住!而且超導線圈設計得十分緊湊,能有效減小體積,提高功率密度。”

“那能量轉換效率能達到多少?” 沈淵湊近投影,眼神專注而期待。

“傳統熱迴圈效率比較低,不過別擔心!”

星海激動地展示演示畫面,金色粒子碰撞出耀眼電光。

“有了一號振金的直接能量轉換,再結合餘熱回收,

設計一個綜合的能量轉換系統,總效率能達到預期的高水平,大概在 85 - 92%!”

“安全系統這塊呢?雖然中子少,但高能質子還是個威脅吧?” 沈淵雙臂抱胸,表情嚴肅。

“防護措施早就安排上了!” 星海調出防護示意圖。

“振金的相變防護機制和量子控制系統依然適用,只是調整了引數,

比如最佳化了能量吸收的閾值和響應時間,確保安全無虞!”

“最後,經濟性和可行性方面怎麼樣?” 沈淵揉了揉太陽穴,略顯疲憊地問道。

“採用模組化設計。” 星海展示出分解圖。

“這樣維護週期更長,成本也能降下來。

不過還需要驗證這些設計在物理上是否可行,比如磁場強度夠不夠約束高溫等離子體。

振金的能量轉換效率合不合理,以及燃料的持續供應是否穩定。

同時,也得保證設計引數符合預期目標,像輸出功率、效率、體積這些關鍵指標。”

沈淵盯著最終的效率曲線,突然仰頭大笑:“好!把所有引數都投影出來,我要逐個逐個檢查!

等玄鳥號帶回氦 - 3,咱們就著手開始實驗這個設計方案!”

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