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第546章 换一种聚变方式（第1页）

第546章换一种聚变方式！

办公室中，徐川和梁曲闲聊了一会，听了一下后续的工作安排。

仿星器的实验他已经没有插手了，几乎都放给了能源研究所这边安排，华星聚变装置的第一次运行，数据还是相当的漂亮的。

不过他还是有一些其他方面的担忧。

当然，他并不是担心仿星器无法实现真正的点火运行，这个点他不担心。

由综合型托卡马克装置改变成先进型仿星器装置，路线更换的过程中需要调整的东西虽然有不少，但核心仍然是建立在磁约束理论的基础上的。

而磁约束的核心，摸过等离子体湍流的数控模型、第一壁材料和约束磁场这三大块了。

这三块核心，在破晓聚变装置上他们早就搞定了。

徐川担心的，原本有两块，第一块是小型化的可行性，另一个则是仿星器的功率可能不足，即实现点火后，引导出来的能量，可能远远不够。

第一个问题从如今的实验数据来看已经没什么太大的问题了。

但第二个问题，还不知道是什么情况。

仿星器的优点在于等离子体湍流的控制比托卡马克装置要强很多，但它的功率，也是公认的比托卡马克装置要低。

它的输出很难，或者说几乎无法和托卡马克装置相比了。

这是因为仿星器的结构而注定的事情，也是徐川最为担心的一块地方。

尤其是的小型化后，功率可能会更低，低到产生的能量完全不够的地步。

毕竟体积小了，反应堆腔室中能容纳的等离子体数量也会更少，而氘氚等离子体的数量少的话，其碰撞形成聚变的概率也就更小。

可控核聚变反应堆，并不是说实现了点火，稳定了等离子体湍流的运行，完成了氘氚聚变并能将能量引导出来就行了。

这些只是聚变的基础，而在基础上，还有个东西叫做Q值。

这里其实涉及到怎样才能算是“实现了可控核聚变”这一个概念。

可能会有很多人认为，只要是维持了反应堆腔室中等离子体运行，让其聚变并且能引导出来能量就是实现了可控核聚变。

但实际上严格意义上来说并不是。

核聚变不是随随便便就可以点燃的，我们需要先向反应炉输入能量才有可能从中得到输出的能量（这指的是通过ICRF加热天线提升等氘氚离子体的温度，让其碰撞聚变，产生更多的温度）。

如果将输入的能量看做‘输入X’，那么在维持等离子体运行的基础上，从反应堆中引导出来的能量，就是‘输出Y’。

而Y-X的差值，就是所谓的Q值。

只有当Q值等于一的时候，反应堆才能不需要外界的能量输入，依靠自身的聚变反应来维持稳定。

而Q值超过1，则代表值反应堆可以向外面输出能量，Q值越高，输出的能量也就越高。

但由于目前的科技，发电站并不能对核聚变产生的能量进行100%的转化，理论上来讲能达到40%至50%就非常了不起了，破晓聚变堆使用了磁流体机组+传统热机也就达到了73%而已。

再加上其他的各种损耗，粗略的进行估算，Q值等于2.5的时候，可控核聚变就可以“保本”，即投入的‘钱’和发电产出的‘钱’平衡了。

只是显而易见的是，光是“保本”是不行的，考虑到庞大的基础设施以及后续的维护成本，科学家普遍认为，可控核聚变的“Q值”至少要大于50，才能算是真正实现了可控核聚变技术。

而破晓聚变装置的Q值，超过三位数。

这也是徐川当初选择托卡马克装置作为目标的原因，托卡马克装置的内部温度更高，反应堆腔室规整，能容纳的氘氚等离子体更多，产生的Q值会更大。

听着徐川提出的这个问题，梁曲思索了一下，回道：“提升聚变的温度或许可以解决这个问题？”

徐川点了点头，道：“这的确是一个办法，可以考虑。不过提升温度，对于仿星器来说，一方面难度较大，另一方面可能有点治标不治本。”

“环形磁场中的带电粒子一般需要沿环运动多圈才能连接底部和顶部，从而进行有效地中和电荷积累。但这一点对仿星器很不利，仿星器的各种形态的线圈数目非常多且极不规则，会形成大量局部磁镜。”

“而磁镜是可以在一定程度上约束带电粒子的，这将导致一些粒子被“捕获”在局部磁镜中，无法完整地完成环向运动，也就不能消除磁场曲率和磁场梯度带来的漂移，进而导致粒子损失。”

“特别是用于加热其它粒子的高能离子，由于碰撞频率很低，一旦被局域磁镜捕获就几乎逃不出来，损失很快。这对于聚变堆的自持加热（聚变反应产生的3.5MeV氦原子核加热氘和氚）是极为重要的。”

梁曲提出的建议的确可行，因为温度越高，粒子的活跃性就越高，越是活跃，产生的碰撞几率就越大。

但他更多思索的，是如何从根源上去解决这个问题。

这些天他一直都在思索如何重构仿星器的外场线圈和磁铁绕组，并不是单纯的因为三维结构的改进型超导体线圈的生产太难，还有一部分原因也是在想办法解决这个问题。

闻言，梁曲也有些头大，皱眉思索了一番后开口说道：“但是仿星器的结构，要改变的话难度实在太大了。”

“它本身就是通过极高的工程难度来降低磁约束的难度的，如果重新构设的话，难度先不说，改变了它的结构，是否还能继续小型化也是个很麻烦的事情。”

徐川摇摇头道：“不，仿星器的整体结构和形状不能进行大幅度的调整和修改，调整了的话我们需要面对等离子体磁岛、磁面撕裂、扭曲摸效应等问题。”

“而这些问题在小型化的过程中我们暂时根本就没有手段解决，所以只能依赖仿星器特殊的结构来避开。”

闻言，梁曲皱着眉道：“那这样的话就难了，目前来看，仿星器是小型化最有希望的一个，如果仿星器都行不通的话，我真不知道还有什么能行得通，球床？还是惯性约束？”

徐川思考了一下，道：“球床也需要面对等离子体磁面撕裂的问题，解决的办法几乎没有，惯性约束这条路线我都不知道它能否走通聚变，暂时先放弃。”