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第二百七十三章 迭代核聚变发电技术

我要去火星 长桥尽头 3153 2021-11-30 14:07

  在地面为是否派航天员前往木卫三犹豫时

  此刻在木卫三上的王猛也在为核聚变之后的事情而苦恼,

  在经过数十个小时的努力后,

  建造可控核聚变发电站的设备也终于收集完成了,

  极为庞大的热电式可控核聚变电站,

  在王猛建造枪的打印下,屹立在了木卫三的蓝绿色的冰雪世界中,

  让本就看起来有些魔幻的星球,有了一些格外的变化。

  然而看着这个依旧是烧着开水,且发电效率与裂变核电站没有多少区别的可控核聚变电站,

  王猛并没有所少欣喜,

  “花神星,初代机的数据收集了所少,需要多久才能迭代新发电技术?”

  “正在计算数据!”

  “内部聚变反应监测中!”

  “氢元素离子态稳定!”

  “温度数据收集中……”

  “氦元素已产生!”

  “焓效率计算中……”

  “热中子轰击保束材料破损数据收集中,当前收集度为81%”

  “聚变反应激发带电粒子流,对磁约束破坏数据收集中,当前收集度为32%”

  ……

  随着一大串数据的报告完,

  王猛终于听到了他最为关心的那个问题:

  “按照当前数据收集程度,预计在87小时后,可完成数据收集,

  并进行下一此迭代过程!”

  “87小时!不到四天的时间?”

  “这么快?”

  花神星如此快的便能进行下一次技术迭代,远超他的意料,

  “花神星下次迭代的技术是什么?”

  “预计将会是光电效应!”

  听到这个技术,王猛忍不住皱了一下眉头,

  虽然对于核聚变技术来说,

  特种材料下的光电效应技术发电效率,可以超过烧开水的热电式核聚变,

  但无论是烧开水,还是用包围恒星的方式,利用光电效应建立小型的戴森球,

  他总觉得这样的方式,与可控核聚变技术的并不匹配,

  “除了这两种方法,还有更为先进的办法吗?”

  “有的!等离子体磁流发电技术!”

  听到这个技术,王猛有些发懵:

  “这是个什么技术?”

  “当导电流体沿垂直于磁场方向运动时,

  在磁场和导电流体运动的正交方向上产生感应电场,

  将流体的动能转化为电能,便被称为磁流体发电!”

  听到这个解释王猛眼中一亮:

  “这个技术看起来很适合可控核聚变发电,你一开始怎么没有提起来!”

  “确实很适合,但根据地面提供的资料,这项技术目前处于实验阶段,

  且在实验的两种次磁流体发电方式中

  霍尔盘式磁流体发电机在核聚变中的应用性更高,

  目前最新进展为,

  拿沙马歇尔航天中心与鞠躬国长岗大学研共同研发的,

  核反应1800K条下件下,以氦氙混合气体为工质的闭环盘式磁流体发电机。”

  “等等K是个什么单位?”

  被王猛打断的花神星,毫无情绪的解释着这个常识性的问题:

  “K又称开尔文,是以绝对温度为零点的温度表示方式,

  与华国常用的摄氏度换算极为简单,只需用度加减273.15便可,

  而与合众鹰国常用的华氏度进行换算……”

  “好了,不需要合众鹰国,继续刚才的磁流体,既然已经进行了实验,那还有什么问题?”

  “问题很多!”

  “首先是发电量效率的问题:

  如果是以氦氙为等离子体,磁流工质的情况下,

  当盘式发电机的净发电功率达到1MW,则质量功率比可下降到3kgkW;

  当净发电量超过3MW,则质量功率比可降到2kgkW以下,

  但这是在混合工质的条件下,

  如果要应用在聚变环境中,需要保持反应的纯度,

  当前我们的核聚变技术只能从,氢气聚变到氦,

  因此只能以氦作为磁流体的工作介质,进行发电。

  “氢不行吗?”

  “数据库中没有任何关于用氢为工质的磁流体发电数据!”

  “因此需要试验机提供数据!”

  “此外,考虑到氢在聚变反应中会失去电子,因此最为适合的是氦元素!”

  “氦!”听到这个元素王猛思索一下,

  这个条件似乎并不难,

  氢元素聚变的产物便是元素周期表第二位的氦,

  “既然如此,我们现在不是正好可以用氦元素吗?”

  然而,花神星接下来的话却打破了他设想:

  “蓝星上的研究人也想到了这个问题,

  一开始便是用纯氦进行研究,

  但就算采用最先进的预电离的方法,提高盘式发电通道入口气体电离度,

  可根据二维数值模拟结果表明,

  当入口气体预电离度达到0.000049时,在磁场强度为4T、负载为3Ω的条件,

  焓提取率为仅为22.7%,等熵效率为54.8%,

  预电离花费为热输入功率的2%。

  当边界层附近的电离度大于主流区时,

  由于洛伦兹力的作用增强,导致边界层的充分发展,

  会使发电效率下降,

  其发电量甚至无法超越普通的柴油发电机!”

  前面那一堆数据,王猛听不懂,

  但花神星最后这一句却让他心中一惊:

  “发电效率竟然如此之低!”

  废了这么大的力气,最后只发出这么一点电,想一想便觉得无语,

  不过想想也对如果磁流体发电技术,真的已经是完善的状态,

  恐怕蓝星上早已大规模使用,

  但这项技术,又的确适合可控核聚变技术的发电。

  “如果要完善磁流体发电技术,要多长的时间?”

  听到这个问题,

  已经接近量子计算机的花神星,竟然,在过了数十秒后,

  才给出了自己的答案:

  “根据当前的数据,

  在不改变其他条件的情况下,

  以氦为工质进行模拟验证,得出稳定的等离子磁流体核聚变发电机大致为1到3年的时间!”

  “1到3年!”

  听到花神星这样说,王猛暗自松了一口气,

  只要不给他搞出几十年的研究时间,他都能接受,

  而且现在还只是初代机器提供的数据,便只需一到三年的时间,

  等他将蒸汽,光电两项技术迭代完成,

  在新数据的支持下,

  将会大大缩短迭代到磁流体技术的时间。

  “这么看来核聚变能源技术问题,如今已经走上了正轨,

  现在只需慢慢实验,”

  等八十七个小时候二代机完成建造后,他也可以离开木卫三了,

  但想到飞离木卫三,

  另一个困扰他的难题在他的脑海中浮现:

  “能源问题,已经有了眉目!”

  “可飞船的动力呢?”

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