盖世文学

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第12章 聚变原理（第1页）

“钟”的躯体被分解，康德星联邦政府公布了盖亚星上生物基地的现。

这条消息如同瘟疫一般在康德星疯狂传播，笛卡尔星系外还有其他生命，而且还有不同形式的生命体。这似乎已经说明，宇宙很拥挤！

但是现在的技术还不足以支撑宇宙航行！康德星人就算是想要出去走一走的想法，但是面对辽阔的宇宙还是望而却步。即使他们现在掌握了现代航天技术，无论是推进系统还是能源系统，面对宇宙就像在海洋中划着桨，一切都是徒劳无力。

康德星人的目光聚焦在了古神星上的核聚变基地，倘若古神星上的基地能有所突破，能源方面也就不成问题，即使推进系统有些拉垮。一旦能源问题能得到彻底解决，推进系统也能由此得到一些突破。

“索伦，母星上传来消息，钟的机械心脏就是一个小型的托卡马克装置！”索伦的助手奥本海默说道。

索伦.利维坦，物理学界天花板一样的存在，虽然没有哥白尼、姜定康、门捷列夫那些科学家出名，但是在物理学界，他是所有人公认的第一人。更恐怖的是目前他所有的论文全部被联邦学术协会认定为最高级别论文，而且保密级别最高。

布鲁诺曾经评价他，一个人就是一颗百万吨TnT当量的核弹！正因为如此，布鲁诺将这个核聚变的机会交给了他。

然而实现聚变，不同于裂变要达到临界质量和临界体积那样简单。虽然目前康德星人研出了氢弹，但是无法长久的实现聚变。为了让核聚变长久的反应下去（自持燃烧），必须要考虑三乘积指标，即是温度、压力、约束时间。而约束时间只有大于自持燃烧时间才能实现自持燃烧。

当然，温度越高，所需的气压越小，相反，所需的气压越大。

因此，为了实现聚变，托卡马克装置应运而生。当然，随着技术的展，惯性约束、磁约束等技术也是层出不穷。磁约束因为压力较小，所以不得不采取高温和较长的约束时间。

而惯性约束，约束时间较短，因此必须提高压力，原理上和氢弹类似，但是它用激光或粒子束代替了原子弹。

索伦.利维坦目前主要研究的是利用磁约束实现聚变。但是氘氚聚变反应所需的温度会让原子结构崩溃成为等离子体，而等离子体就是电子和原子核的混合物。由于电子带负电，原子核带正电，可以通过磁场控制。只要创造一个磁笼，等离子体就会绕着磁力线转圈，从而被束缚在磁力线周围。由于洛伦兹力的特点，只在垂直于磁感线上的运动方向起作用。

假设带电粒子横跨磁力线运动，就会被磁感线束缚，一旦带电粒子平行于磁感线运动，磁场便无法束缚带电粒子，如果一个斜着飞行的带电粒子便会在一边沿着磁感线方向飞一边转圈！

普通人想到这里也许就会知难而退，但是索伦创造性的将磁笼尾相接，形成一个圆环。在这样的结构中，磁感线变成一个环，只要在磁感线中运动，带电粒子便永远无法飞出这个磁笼！

但是特殊的结构还是导致了一个缺点磁场强度不均匀的问题。在里面的磁场强度大，在外面的磁场强度小，磁场强度存在梯度变化。由于不均匀的磁场，带电粒子就会生漂移！电子向上漂移，原子核向下漂移。由于这种现象，就会在垂直于环状的方向上产生一个电场。可是又有什么办法中和这个电场呢？

天才之所以被称之为天才，就在于他能想出最精妙的想法并且能够解决问题。

索伦在磁笼中间加上线圈，通电后就会形成一个不断变化的磁场，等离子体与这给个电场相感应，就会产生环状电流，也就是变压器的原理！而新的电流又会产生新的磁场，新磁场和原磁场混合，环状的磁力线就会形成麻花状，带电粒子就会在螺旋运动的磁感线形成的磁面上被有效束缚！

构思到这里，也许普通的天才也已经到了极限，但是索伦.利维坦可不是一般的天才，他在此的设计之上，再加上一组线圈，形成一个垂直的磁场，从而对等离子体实现精确的控制。

纵场线圈、欧姆场线圈、平衡场线圈，三个磁场组合下的装置就可以控制等离子体！

然而理论和实践还是相差不少，虽然理论很完整，但是由于该装置也存在一个缺陷。等离子体环半径、环的截面、磁场强度，这三者同时决定了该装置实现的难度。等离子体环半径决定了密度极限，环的截面决定了等离子体电流强度，磁场强度决定了能量约束时间。这就是聚变要实现的三乘积，而只有达到1o的21次方这个能力级，才能让聚变反应在不需要额外能量的基础下进行下去！

这样奇妙的设计完成的那一年，索伦不过是一个刚刚毕业的博士！

论文一经表，就被联邦学术会议列为最高级别论文，而且只有通过联邦议会准许的学者才有资格阅读。

而他那一年不过才只有17岁！

......

普通人也许能取得这样大的成就，随后就会沉寂了，但是仅仅过了三年，他的新论文的表再次引爆了物理学界！

Z箍缩！这个名词甚至在当年成为康德星最热词汇！

已知电和磁的关系，当电流通过圆柱形导体，由于趋肤效应，会导致电流倾向于从导体表面通过，根据麦克斯韦方程式，磁场围绕电流转圈，洛伦兹力也随之出现。根据这个原理就可以设计出Z箍缩装置。

最简单的Z箍缩装置，就类似如下两个接上电源的套筒，中间放置一个氘氚球的靶丸，套筒外围设置一圈极细的钨丝。

当巨大的电流通过钨丝就会瞬间等离子体，同时产生一个强大并且围绕套筒的磁场！这样的等离子体在洛伦兹力作用下冲向轴心位置。这一过程中，电磁能和动能转化为内能！等离子体也会瞬间升温，压缩靶丸，完成内爆！

但是回顾其原理，这就是一种惯性约束！

似乎索伦.利维坦天生就是研究核反应的天才，仅仅又过了三年，这妖孽再次突破，磁化靶聚变再度引爆学界！

磁化靶，在球形托卡马克装置技术的基础上，安上蒸汽锤！装置外安上一圈活塞，用蒸汽压缩，这样就可以获得高压！然而托卡马克技术在约束上的优势，只需要压力足够大，同样可以实现聚变！

又是一个三年循环，索伦这个家伙，再次提出了一个新方案！

碰撞离子束！

碰撞离子束技术，简单来说，就是利用反场构型产生两团等离子体，两团等离子体撞击再一起，再注入高能离子束，加温离子云同时短暂约束离子云，从而达到一定的能量约束时间。在这样情况下，温度、密度、约束时间达到一定的标准，也同样会产生聚变！

无数的荣誉让这个年轻人成为物理学界的明星，但是同样，出于对他的保护，索伦.利维坦这个名字消失在了大众视野。联邦甚至为这个年轻人安排军队护卫他的安全，甚至在安全护卫方面，还远过布鲁诺的警卫！

钟的出现，如果索伦能从中得到启迪，说不定人类未来的聚变之路也就不远了！

但是，在索伦看来，性价比最高的聚变技术无非是磁化靶！蒸汽朋克风格，管他什么激光，还是Z箍缩，最便宜的还得是磁化靶。

“索伦先生，钟的躯体到了！”一个少将推开大门，将钟的情况汇报给了索伦。

索伦的眼前一亮，听说这个机械人的心脏是聚变装置的时候，他就几乎要前去研究。虽然他提出来这些手段和方案，但是现在他根本无法将自己的方案完成！科技的限制，还是让索伦的这些方案无法百分百的完成。

就单单说Z箍缩，即使已经制造出来雏形机，但是还没有实现点火。

而普通的托卡马克装置，温度方面又无法满足聚变的条件。最便宜的磁化靶，还处在摸索阶段，目前还没有实物。最后一种碰撞离子束，这几乎是在进行科幻创作。

索伦苦笑了一会，自己研究了这么久，终究还是要借鉴外星文明，才能实现最终的聚变！

少将领着索伦和奥本海默向着钟的心脏而去。

数十名士兵守在运输飞船钱，甚至子弹已经上膛，随时准备战斗一样。

少将快向一个穿着军装的老头跑去“迈阿密上将，少将藤原太一前来报道，请指示！”

上将叼着烟斗，无视藤原太一，急匆匆取下烟斗，恭敬的向着索伦和奥本海默行了一个标准的军礼“古神星指挥官索伦同志，迈阿密前来报道！”

少将一楞，眼前这个上将居然在向着这个丝毫没有半点军人模样的人行礼！

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