第四百八十五章仿星器
当然,托克马克装置也有很大的缺点。
托克马克装置需要通过欧姆变压器来启动等离子体电流,需要考虑扭曲膜、磁面撕裂、电阻壁膜等等问题,而这些缺点又导致托克马克装置容易破裂、不稳定,能够实现一分钟、100秒都算是不错的了,想要在此基础上取得重大突破,是非常困难的。
也因此,一批科学家们就搞出了仿星器,这仿星器与托克马克装置不同,它是一种外加有螺旋绕组的磁约束聚变实验装置。它由一闭合管和外部线圈组成,闭合管呈直线形、“跑道“形或空间曲线形。常见的仿星器具有两对或三对螺旋绕组,前者磁面形状类似于椭圆,后者则近似于三角形。相邻螺旋绕组中通以大小相等方向相反的电流,螺旋绕组产生的磁场和纵向磁场合成后,磁力线产生旋转变换,因而能约束无纵向电流的等离子体。
仿星器最大优点就是能够连续稳定运行,它不需要像托克马克装置那样通过欧姆变压器来启动等离子体电流,也不需要考虑扭曲膜、磁面撕裂、电阻壁膜等等问题,相当于把技术难度转嫁到了工程难度上。
因此,很多科学家们认为,仿星器可能是最适合未来核聚变电厂的类型。
在国际上,也因此形成了两大流派,一个是以俄国、华夏为主的托克马克装置流派,一个是以德、日为主的仿星器流派。
而目前国际上来看,仿星器所取得的实验参数已经优于同等规模的托卡马克,由于非轴对称系统的自由度大于轴对称系统,仿星器中可能的磁场配置远多于托卡马克。
当然,仿星器也并非完美的,它也有很大的缺点,仿星器的缺点是高水平的新经典输运,线圈和线圈支撑结构的制造和组装复杂。
对于仿星器而言,始终不断追求改善超导材料,寄希望于研究出一种能够在常温下,或者至少在不那么极端的条件下就能够实现超导的材料,从而制造更大的人工电磁场来对等离子体进行约束,从而解决仿星器如今面临的诸多问题。
秦元清实际上并不看好托卡马克装置,也并不看好仿星器装置,道理很简单,它们都诞生了半个世纪了,该研究的已经研究得差不多了,结果目前的成果并没有实质性飞越。
假如寄希望于真的存在常温超导材料,那么别说是可控核聚变项目了,哪怕没有可控核聚变,很多能源上的问题也能迎刃而解。
马教授一怔,不过还是说道:“破而后立,搞一个全新的能够利用磁约束来实现可控核聚变的装置,也不是不行,不过工作量大、实现难度大!”
“而且就算研究出比托卡马克装置、仿星器还要先进的装置,也只是解决一小部分的问题,因为可控核聚变的理论领域,我们也基本上是一筹莫展!”马教授道。
物理学中有一句名言,叫作多即不同。虽然等离子体的运动用麦克斯韦方程组就可以概括,甚至连量子力学都用不上,但整个体系中的粒子数目是个天文数字。这其中的困难,绝对是让人头皮发麻的。
“我想理论领域并不是问题,事实上我几年前就说过,可控核聚变理论方面已经解决了,欠缺的只是相关领域技术的发展和夯实,我之所以这个时候提出推动可控核聚变技术,就是因为目前来说,目前我们华夏初步具备实现可控核聚变的基础!”秦元清淡笑道。
他知道马教授口中的理论领域的问题是什么,无非就是装置中的离子体运动,其离子体运动是非常复杂的。
就像是流体力学一样,我们虽然知道基本方才是纳维-斯托克斯方程,但是其产生的湍流现象却是物理学界两百年来都攻不下来的大山。
湍流现象并非一般流体的专利,等离子体同样会产生湍流现象。而且因为有外磁场的存在,等离子体的湍流,会比一般流体的湍流现象更加复杂,更加难以预测。
由于无法从理论上做出解释,就没办法从“第一性原理”出发,找到一个简洁的模型去预测等离子体行为。
所以很多时候,研究人员在对等离子体进行“诊断”时,只能像研究流体湍流时那样,构建一些唯像模型来帮助研究。
但是这些让物理学家们伤透脑筋的问题,对于秦元清而言,早在几年前就解决了,甚至他连模型都建立好了,只是没有公布成果而已。
在场的专家,面面相觑,可是看到一脸淡笑、充满着自信的秦元清,他们却偏偏不敢提出质疑。
因为很简单,秦元清是当今世界上最伟大的数学家、最伟大的物理学家!
要么不说话,一说话就代表着权威!
想要反驳权威,就得经过一系列研究、掌握千真万确的证据,才能反驳权威。
“在此的技术专家,基本上是从事核物理研究与应用的作家,你们所担心的问题,实际上都并不存在,理论上的问题早已解决,随着项目成立,你们会接触到以前你们接触不到知识,看到以前看不到的风景!”秦元清微笑道。
“当然,这并非说可控核聚变就没有困难,实际上这里面还有不少技术需要我们去研究,我在项目建议书上就已经列明,可控核聚变需要对上千项技术进行突破,也正是如此,研究方面给出了4年时间,预计2025年技术方面完全成熟,开始建设核聚变核电站!”秦元清强调可控核聚变需要攻克的技术难关。
“事实上,目前正在建设的十座核电站,总共存在二期工程,目前完成一期工程,正在全力以赴开展二期工程。而在设计之余,就为核聚变反应堆预留了改造空间,也就是说到了2025年一旦可控核聚变技术方面完全成熟,就会对现在的核电站进行改造成可控核聚变核电站!”秦元清说道。
参加会议的专家,有的一脸淡然,仿佛早就知道了一般,有的是则是眼中露出震惊之色,显然还是第一次了解到内幕。
毕竟这里面的专家,有一部分是这些年才发展起来,具备了解这种事情的资格。
世界上就是这样,你所了解到的东西,都是你的身份和影响力能够让你了解到的,还有很多东西是你所接触不到的。
事实很残酷,但是这就是世界的真相!
就如同互联网世界,也许你自以为自己了解了一切,而实际上你所了解的只是你想了解的,它只是碎片化的,并非是真相!
“秦院士,关于项目建议书中,你列出的技术研究费用一千亿元人民币,核电站改造为核聚变核电站一座需要二百亿人民币,这技术研究费会不会太高了?这都超过我国在核研究的总费用了!”财政部门的一位领导提到费用问题。
对于掌握财政大权的部门而言,永远关注的就是钱的问题!
别看如今国家财政收入一年比一年高,每年都有财政盈余,可实际上财政支出也是一年比一年高,各方面的经费拨款年年都在增加,就像大家经常说的,地主家也没有余粮!
秦元清提出的三个项目建议书,反重力技术的研究经费最低,只需要20亿元,可控核聚变总经费达三千亿元人民币。至于那个‘双环太空站’,简直是让财政部门咬牙切齿,痛心疾首,一看到那超过三万亿的项目建设费用,就会觉得头昏脑涨。
若是可以的话,财政部门都会毫不犹豫地进行否决,双手抱胸说着‘没钱’,可偏偏还不行!
“相关科研经费一千亿元人民币,我想并不高,假如不愿意投入一千亿人民币的科研经费,那么我个人愿意承担这部分费用,但是产生的相关技术专利得归属于我,不知道可不可以!”秦元清似笑非笑地看着这位领导,说道。
开什么玩笑,ITER项目建造超过10年,总耗资近百亿美元,而且这可不是现在的美元,而是1998年的时候的美元,换算现在绝对超过一千亿人民币,可结果呢,却已经让各大参与国快要失去耐心了,他们不知道需要投入多少资金才能看到可控核聚变的商业化应用!
如果能够用一千亿人民币掌握整套可控核聚变技术,那么绝对有无数国家会挥舞着钱使劲的砸。
“大家也知道,去年发展受到很大的影响,GDP增长率才5%,财政支出不少,我们压力也很大!”财政部门的领导讪讪一笑道:“不过么,可控核聚变一千亿技术研究费用,我想这笔钱还是值得投入的!”
开什么玩笑,可控核聚变技术,产生的社会效益、经济效益,那一年都是以十万亿人民币计的,它可以使得华夏彻底摆脱能源危机,解决能源的瓶颈,是真正地可以让华夏有底气地喊出:我们的目标是星辰大海!
不说什么,只要华夏掌握可控核聚变,那么华夏的电费哪怕降低一半,都还有利可图,而各行各业都可以增加利润率,特别是低端制造业,也可以在华夏生存得很好。
要是真的让秦元清自己出钱,那么等到时候可控核聚变技术真的都诞生并成熟,那么估计一年交给秦元清的技术授权费都不止一千亿元了!
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托克马克装置需要通过欧姆变压器来启动等离子体电流,需要考虑扭曲膜、磁面撕裂、电阻壁膜等等问题,而这些缺点又导致托克马克装置容易破裂、不稳定,能够实现一分钟、100秒都算是不错的了,想要在此基础上取得重大突破,是非常困难的。
也因此,一批科学家们就搞出了仿星器,这仿星器与托克马克装置不同,它是一种外加有螺旋绕组的磁约束聚变实验装置。它由一闭合管和外部线圈组成,闭合管呈直线形、“跑道“形或空间曲线形。常见的仿星器具有两对或三对螺旋绕组,前者磁面形状类似于椭圆,后者则近似于三角形。相邻螺旋绕组中通以大小相等方向相反的电流,螺旋绕组产生的磁场和纵向磁场合成后,磁力线产生旋转变换,因而能约束无纵向电流的等离子体。
仿星器最大优点就是能够连续稳定运行,它不需要像托克马克装置那样通过欧姆变压器来启动等离子体电流,也不需要考虑扭曲膜、磁面撕裂、电阻壁膜等等问题,相当于把技术难度转嫁到了工程难度上。
因此,很多科学家们认为,仿星器可能是最适合未来核聚变电厂的类型。
在国际上,也因此形成了两大流派,一个是以俄国、华夏为主的托克马克装置流派,一个是以德、日为主的仿星器流派。
而目前国际上来看,仿星器所取得的实验参数已经优于同等规模的托卡马克,由于非轴对称系统的自由度大于轴对称系统,仿星器中可能的磁场配置远多于托卡马克。
当然,仿星器也并非完美的,它也有很大的缺点,仿星器的缺点是高水平的新经典输运,线圈和线圈支撑结构的制造和组装复杂。
对于仿星器而言,始终不断追求改善超导材料,寄希望于研究出一种能够在常温下,或者至少在不那么极端的条件下就能够实现超导的材料,从而制造更大的人工电磁场来对等离子体进行约束,从而解决仿星器如今面临的诸多问题。
秦元清实际上并不看好托卡马克装置,也并不看好仿星器装置,道理很简单,它们都诞生了半个世纪了,该研究的已经研究得差不多了,结果目前的成果并没有实质性飞越。
假如寄希望于真的存在常温超导材料,那么别说是可控核聚变项目了,哪怕没有可控核聚变,很多能源上的问题也能迎刃而解。
马教授一怔,不过还是说道:“破而后立,搞一个全新的能够利用磁约束来实现可控核聚变的装置,也不是不行,不过工作量大、实现难度大!”
“而且就算研究出比托卡马克装置、仿星器还要先进的装置,也只是解决一小部分的问题,因为可控核聚变的理论领域,我们也基本上是一筹莫展!”马教授道。
物理学中有一句名言,叫作多即不同。虽然等离子体的运动用麦克斯韦方程组就可以概括,甚至连量子力学都用不上,但整个体系中的粒子数目是个天文数字。这其中的困难,绝对是让人头皮发麻的。
“我想理论领域并不是问题,事实上我几年前就说过,可控核聚变理论方面已经解决了,欠缺的只是相关领域技术的发展和夯实,我之所以这个时候提出推动可控核聚变技术,就是因为目前来说,目前我们华夏初步具备实现可控核聚变的基础!”秦元清淡笑道。
他知道马教授口中的理论领域的问题是什么,无非就是装置中的离子体运动,其离子体运动是非常复杂的。
就像是流体力学一样,我们虽然知道基本方才是纳维-斯托克斯方程,但是其产生的湍流现象却是物理学界两百年来都攻不下来的大山。
湍流现象并非一般流体的专利,等离子体同样会产生湍流现象。而且因为有外磁场的存在,等离子体的湍流,会比一般流体的湍流现象更加复杂,更加难以预测。
由于无法从理论上做出解释,就没办法从“第一性原理”出发,找到一个简洁的模型去预测等离子体行为。
所以很多时候,研究人员在对等离子体进行“诊断”时,只能像研究流体湍流时那样,构建一些唯像模型来帮助研究。
但是这些让物理学家们伤透脑筋的问题,对于秦元清而言,早在几年前就解决了,甚至他连模型都建立好了,只是没有公布成果而已。
在场的专家,面面相觑,可是看到一脸淡笑、充满着自信的秦元清,他们却偏偏不敢提出质疑。
因为很简单,秦元清是当今世界上最伟大的数学家、最伟大的物理学家!
要么不说话,一说话就代表着权威!
想要反驳权威,就得经过一系列研究、掌握千真万确的证据,才能反驳权威。
“在此的技术专家,基本上是从事核物理研究与应用的作家,你们所担心的问题,实际上都并不存在,理论上的问题早已解决,随着项目成立,你们会接触到以前你们接触不到知识,看到以前看不到的风景!”秦元清微笑道。
“当然,这并非说可控核聚变就没有困难,实际上这里面还有不少技术需要我们去研究,我在项目建议书上就已经列明,可控核聚变需要对上千项技术进行突破,也正是如此,研究方面给出了4年时间,预计2025年技术方面完全成熟,开始建设核聚变核电站!”秦元清强调可控核聚变需要攻克的技术难关。
“事实上,目前正在建设的十座核电站,总共存在二期工程,目前完成一期工程,正在全力以赴开展二期工程。而在设计之余,就为核聚变反应堆预留了改造空间,也就是说到了2025年一旦可控核聚变技术方面完全成熟,就会对现在的核电站进行改造成可控核聚变核电站!”秦元清说道。
参加会议的专家,有的一脸淡然,仿佛早就知道了一般,有的是则是眼中露出震惊之色,显然还是第一次了解到内幕。
毕竟这里面的专家,有一部分是这些年才发展起来,具备了解这种事情的资格。
世界上就是这样,你所了解到的东西,都是你的身份和影响力能够让你了解到的,还有很多东西是你所接触不到的。
事实很残酷,但是这就是世界的真相!
就如同互联网世界,也许你自以为自己了解了一切,而实际上你所了解的只是你想了解的,它只是碎片化的,并非是真相!
“秦院士,关于项目建议书中,你列出的技术研究费用一千亿元人民币,核电站改造为核聚变核电站一座需要二百亿人民币,这技术研究费会不会太高了?这都超过我国在核研究的总费用了!”财政部门的一位领导提到费用问题。
对于掌握财政大权的部门而言,永远关注的就是钱的问题!
别看如今国家财政收入一年比一年高,每年都有财政盈余,可实际上财政支出也是一年比一年高,各方面的经费拨款年年都在增加,就像大家经常说的,地主家也没有余粮!
秦元清提出的三个项目建议书,反重力技术的研究经费最低,只需要20亿元,可控核聚变总经费达三千亿元人民币。至于那个‘双环太空站’,简直是让财政部门咬牙切齿,痛心疾首,一看到那超过三万亿的项目建设费用,就会觉得头昏脑涨。
若是可以的话,财政部门都会毫不犹豫地进行否决,双手抱胸说着‘没钱’,可偏偏还不行!
“相关科研经费一千亿元人民币,我想并不高,假如不愿意投入一千亿人民币的科研经费,那么我个人愿意承担这部分费用,但是产生的相关技术专利得归属于我,不知道可不可以!”秦元清似笑非笑地看着这位领导,说道。
开什么玩笑,ITER项目建造超过10年,总耗资近百亿美元,而且这可不是现在的美元,而是1998年的时候的美元,换算现在绝对超过一千亿人民币,可结果呢,却已经让各大参与国快要失去耐心了,他们不知道需要投入多少资金才能看到可控核聚变的商业化应用!
如果能够用一千亿人民币掌握整套可控核聚变技术,那么绝对有无数国家会挥舞着钱使劲的砸。
“大家也知道,去年发展受到很大的影响,GDP增长率才5%,财政支出不少,我们压力也很大!”财政部门的领导讪讪一笑道:“不过么,可控核聚变一千亿技术研究费用,我想这笔钱还是值得投入的!”
开什么玩笑,可控核聚变技术,产生的社会效益、经济效益,那一年都是以十万亿人民币计的,它可以使得华夏彻底摆脱能源危机,解决能源的瓶颈,是真正地可以让华夏有底气地喊出:我们的目标是星辰大海!
不说什么,只要华夏掌握可控核聚变,那么华夏的电费哪怕降低一半,都还有利可图,而各行各业都可以增加利润率,特别是低端制造业,也可以在华夏生存得很好。
要是真的让秦元清自己出钱,那么等到时候可控核聚变技术真的都诞生并成熟,那么估计一年交给秦元清的技术授权费都不止一千亿元了!
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