6燧人計劃——關于可控制核聚變(編輯修改稿)
2024-09-25 21:15 本頁面
【文章內容簡介】 控制。這樣我們的系統(tǒng)就具備了兩方面的能量約束條件： a. 大物質約束——保證了巨大的能量包容能力和巨大的能量緩沖體：水。這里的水起到了內燃機中活塞、飛輪作用，還起到了抗爆炸軟墊層的作用，這個特點是“托卡馬克”裝置不具備的，尺寸有限的“托卡馬克”裝置，線圈的能量容量不可能無限大，這是物理學常識，這是為什么五十年代提出，到現(xiàn)在還認為再要“三十年”的原因之一，也許超導體實用水平再提高幾個層次后，就可以徹底解決這個問題了。水體根據(jù)需要，可以精心設計。 b. 大能量約束——大大壓縮了核爆炸能量在水中的殺傷半徑提高了鍋爐抗爆炸容量：高壓氣體。這里的高壓氣體起到了類似“托卡馬克”裝置中線圈的作用，協(xié)助巨大水體把爆炸空心球的半徑進一步壓縮到合理的水平。高壓氣體就是給這個大汽缸的大活塞加裝了一個大彈簧。它可以減少水的用量、提高水加溫速度、提高水的沸點（液態(tài)貯熱容量）、大大縮小土石工程量。 這樣從能量代換的角度出發(fā)?！巴锌R克”是用了巨大的電磁能量進行核能量的約束；我們的設想是用巨大的壓縮氣體空間配合巨大的水體進行核爆炸能的約束，大空間氣體的壓縮過程就是“核爆炸約束專用能量”的聚集過程，就象“托卡馬克”裝置的線圈加電過程。其實“托卡馬克”裝置和中子鍋爐都可以找到能量的表達，只不過表達方式不同而已?！巴锌R克”避開了脈沖能量產(chǎn)生的激波，但‘力’的產(chǎn)生一克也不會小。在材料、工程地質條件許可、工程經(jīng)濟合算和絕對安全的前提下，建造深千米級內半徑百米級的爐子，上部空間膛壓在100個大氣壓之下，這樣的中子鍋爐其抗連續(xù)核爆的容量也許可達到萬噸級——也就是說2100年時，我國全國的能耗總量也許還用不完這樣一個爐子的最大能量輸出能力。鑒于高壓氣體在本方案中的重要地位，電廠系統(tǒng)的設計中必需把它的生產(chǎn)考慮進去。氣體壓力與巨大水體對核爆球的約束貢獻，在具體設計時根據(jù)需要進行計算。 以上數(shù)據(jù)是以設想工程的上限為據(jù)計算的，以后的計算將以設想工程規(guī)模的下限為據(jù)。 介質、介質形態(tài)分析： 是否可以不用水介質，僅在中子鍋爐中充以高壓氣體呢。我們認為不行，只對壓縮破壞性高溫球體半徑而言，高壓氣體只是在一定的“純”狀態(tài)下（介質對動能沒有任何衰減作用）有相同的約束半徑。這個“純”狀態(tài)是不存在的，與氣體相比，水有巨大的質量、巨大的抗壓縮彈性；與氣體相比這個特性對約束高壓高溫爆球的半徑而言，約束能力要高出非常多倍（此處暫時沒有計算），對于沖出“高壓球體”的動能（就是介質中的動能波），氣體與水因密度不同，水的衰減能力也是大大高于氣體，高壓氣體約束沒有水可以起到的巨型慣性活塞作用。同時對非動能核爆炸能量（主要是超高能快中子輻射），水是理想的熱能轉換介質，氣體在這個性能上與水無可比性。與氣體相比，水是極好的熱導體與貯熱介質。 可否用其他液態(tài)材料呢。從“純”力學角度來講，水不是最好的爆炸約束介質——汞、高溫液態(tài)鉛、錫等等，大比重液態(tài)金屬的動能約束能力也就是慣性都大大高于水，但它們在自然界的存有量無法與水相比——根本無法找到這么多的材料；更重要的是，水在核爆炸快中子輻射條件下的原子穩(wěn)定性，大大高于重金屬——水只發(fā)熱，而重金屬在快中子轟擊之下會發(fā)生原子級變化，如“鉛”原子受快中子轟擊之后產(chǎn)生放射性“金”同位素，這個“金子”沒法在金融市場上出售，重金屬若真用于核爆約束，會降低熱能生產(chǎn)，多產(chǎn)出一些放射性污染。水是最好的中子鍋爐基本介質。 當然，若以水的“本性”來看還是有一定缺陷的，水的可壓縮性遠不及氣體，粘滯性遠不及瀝青、淤泥，但我們可以改造“水”這個介質，使之成為我們所需要的介質。例如，我們可以讓水中“溶”入大量的“碳”微粒，構成清淤泥狀“超濃墨汁”，在介質底部不斷地充以二氧化碳或氫氣體，構成高壓環(huán)境下泡沫豐富的超飽和氣體溶液。核爆時，因第一時間是快中子射入水體，此時會有大量氣體析出使氣泡擴大，氣泡的多少取決于水壓和水體能量，在爆轟波與沖波到達以前，水體中會出現(xiàn)大量氣泡形成“海棉”狀水體，它對“波”動能的衰減和鈍化是有很大作用的，在波能量到達爐壁以前盡可能多的衰減與鈍化是我們的主要目標，“空腔”之外還有20米以上的水體厚度、68萬噸以上的水，這為我們做消除與轉化動能的文章留下了足夠的空間。水氣混合體應該是隔絕與轉化波動能的理想介質形態(tài)。這很好理解——泡沫材料是隔音、隔熱材料的常見形態(tài)，波能量不易在不同介質中實現(xiàn)跨介質傳播，波動能折損很大，轉化為無害有利的熱能。從波的常識出發(fā)，水中很多氣泡或氣泡團的直徑應大于沖擊波的波長為佳，這樣的大直徑氣泡應足以多層次包圍爆點。類似這種混合介質的抗動能設計，人們其實早已廣泛應用了，最強烈的常規(guī)抗動能手段也許是現(xiàn)代坦克的復合裝甲和間歇裝甲——只那么一點點空間距離就要完成對抗那樣高度聚集的數(shù)以兆j計的動能破壞。我們設想的這個方案，能量雖然十分巨大，但它的動能波不是聚集而是以大球面形態(tài)擴散開的，球體邊緣動能密度比反坦克動能穿甲彈要小幾個數(shù)量級。由于不同介質的彈性模量不同，彈性壓縮波在混合介質中的傳遞必然是一個復雜的過程，不可能是一下子全部表達到介質的另一面。 作為介質，‘水’與‘氣’各有優(yōu)缺點。由于‘水’一般被視為不可壓縮的，以此不難推定，水中的激波能量在總體能量中的比例不會很大，但密度很高、壓強極大——這就解釋了我們在水壓爆破圖象資料中看到的裝藥量不大，但破壞‘力’大，同時破壞后拋射物動能很小。而氣體介質與‘水’這個介質的性質恰好相反。再有就是‘氣體’比重越大，形成激波動能的能量比例越大且波長越小波峰越尖銳，假若存在‘沒有質量只有壓強的所謂理想氣體’，這個‘理想氣體’里就不會出現(xiàn)激波，所有的能量將是爆炸火球的全部機械能量以‘所謂理想氣體’為目標整體壓縮，‘氫’是自然界中最接近‘真空’的物質，如果是高溫電離狀態(tài)下的‘氫’這個特性更加接近‘所謂理想氣體’，所以我們把‘氫’作為一個氣體介質的選項。其實‘托卡馬克’的電磁約束力就是在真空中的高壓力。以‘水’與‘氣’的混合體為介質，就相互補充了對方的不足，發(fā)揮了它們各自的長處，這就是我們認定氣泡
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