第367章 中子辐照问题
“单是一串TF线圈,每一块磁铁就有四层楼高,重量更是堪比一架波音747。”
“试想一下,这样一座庞然大物,要是材料不合格,怎么抗的住?”
“第二个,高压。”
“几乎现存所有,嗯,准确来说是大多数的核反应堆都离不开这个要素。”
“第三个,高温。”
“要知道,我们的东方超环,就是在1.2亿度下,实现101秒实现等离子体运行。”
“1.2亿摄氏度,什么概念?太阳的光球层不过5500摄氏度左右,即使是其内部,也就1500万摄氏度左右。”
“1.2亿摄氏度,足足太阳内部温度的八倍!要是材料扛不住,能行吗?”
“还有一小点。”
林宏毅话语一顿,转身在黑板上写下“外部杜瓦”四个字。
边指着那个✓的长勾部分,他边道:“左边,是1.2亿摄氏度,右边,是-269摄氏度。不仅要抗住高温,还要抵御接近绝对零度的极低温,冰火两重天。”
至于为何是一定是-269摄氏度,老头子暂时没解释,显然这不是重点。
由此可见,温度对于材料的严苛程度。
“至于最后一个,才是重中之重。”
同一时间,陈景航明显听到系统传来两声叮鸣声,清脆悦耳。
但他没有理会。
且不说他的论文还没完成,不可能中途停下去做别的,单说现在正在上课,他就没打算分心。
即使这些知识,早就已经学过了,他也听地津津有味。
到达这里,林宏毅的语速反而变慢了许多,似乎是变了一个人。
“我们从头到尾,一点点讲,一点点捋过去。”
“世间万物皆是由原子构成。原子,又可以拆分成中子、质子、电子,以及一些连物理学家都记不全的各种‘子’。”
“其中,质子数的不同,宏观上决定了它属于哪一种元素。”
“从简单来看,大的原子核裂开变成小的,那就是核裂变;小的原子核聚集变成大的,那就是核聚变。”
“不过是加与减的问题,就像小学生加减法一样易懂。”老头子一拍掌,笑道。
“但事实上,真是这样吗?”
“由爱因斯坦的质能方程,E=mc²,我们得知,只需要找到有质量损失的核反应,就可以从中获取能量。”
“先说核裂变。”
老头子在黑板上写下一条式子,是最常见的铀核裂变:
轴+中子→钡+氪+3中子
“中学阶段我们就学过,中子轰击重核发生裂变后,裂变释放的中子继续与其他重核发生反应,引起新的核裂变。如此,只需要一颗中子就能持续反应下去,这样的过程就是链式反应。”
老头子尤其在前后两个中子下面下滑横杠,道:“1个中子,最终出来3个中子,越来越多,没完没了了。”
“所以,控制速度,关键就在于控制那指数级增长的中子数。”
“控制住了,那就是核电站。”
“撒手不管,那就是原子弹。”
“这也是为什么里面要加入石墨或重水的原因。作为慢化剂,本质上就是为了使裂变的中子减速。”
话语一顿,老头子问了大家一句:“中子……嗯,链式反应。这说明了什么?”
下方,邓育胜直了直身子,下意识回答道:“说明了分手太容易,只需要一个第三者?”
教室传来一片哄笑声。
老头子闻言并未责怪,反而笑笑,“差不多是这个意思。”
其实他想表达:为何人们如此推崇核聚变,不仅是因为地球上聚变燃料氘和氚的储量丰富,而且轻核聚变更为安全与清洁。
由质能方程,它损失的质量更多,产能效率自然就更高。聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3~4倍。
不过,聚变的中子,可没裂变这么好控制,靠着简单的慢化剂就能抑制住。聚变的中子乃是科研人员一大头疼问题。
“说完裂变,接下来是轻核聚变重核。对比裂变,聚变可就难太多了!”
“我们都知道,同性相斥,要想将二者合在一起,阻力拉满。”
“举一个很形象的例子,就像在人的肚子上套一个游泳圈,不过这个游泳圈很大,大到能塞满整个房间。现在,有两个一样的人。他们要想手牵手,就要克服极大的阻力,几乎完全不可能。”
“当然了,有困难就有解决方案,万能的科研人员总能找到最适合的方法。这里我们先不展开,而是直达终点。”
“大家有看过《三体》吧?”
大刘老师的科幻大作闻名于世,几乎以一己之力拉高了亚洲的科幻水平,大家自然听说或看过。
下边顿时传来各种附和声。
“那想必大家都对三体文明制造出来的‘水滴’,有很深刻的印象,不仅因为它强悍的战斗力,而且它有独特的外型。”
“原文里说,无论放大百倍、千倍、万倍,水滴依旧光滑如初,意味着密度极大,其硬度比人类认知的最坚硬的物质还要高出百倍不止。”
“其实,就是强核力在生效。”
“强核力,战斗力是电磁力的100多倍,战力一边倒,完全吊打电磁力。有了它,同性相斥几乎不再生效,聚变就有了可能性。”
“所以说,不管用什么办法,只要将轻核的距离达到10^-15m以内,那就到达了强核力的领域,电磁力也被治的服服帖帖。”
“之后是轻核聚变。”
“氢2加氢3在高温高压下生成氦加电子加17.6MeV。”
“高温高压!”老头子话语一顿,粉笔再次在10 n(1与0为上下结构)的下方下划线标粗,“聚变反应同样有中子生成,但聚变反应的中子极难操控。”
“我们都知道,中子不带电,根本无法通过异性相吸等,将它们吸走或排斥开。而等离子的力学特性太复杂,人类几乎无法预测它的行为,只能说无能为力。”
“一句话总结,至今为止,我们仍无法合理地控制中子,只能由第一壁硬接。”
“也就是,中子辐照问题。”
……