第三百九十六章 質子鏈條

秦嶺等離子體研究所裡面。

一衆研究員正在討論着這一次實驗的結果。

“從實驗結果來看,中子壓榨法是可行的,不過原型機的設計依舊存在非常多問題需要我們解決。”費安明先開口說道。

啪啪啪……衆人連忙鼓掌起來,中子壓榨法可以實現可控核聚變,這讓他們看到了人造太陽的曙光,而不是永遠的五十年。

費安明壓壓手說道:“現在我們先總結一下經驗,對於原型機進行改造。”

所有人開始根據實驗出現的問題,進行全面的研究。

“我建議不用DT反應,改用DD反應。”楊光明看了一會說道。

“爲什麼這麼說?”費安明問道。

“畢竟我們採用中子壓榨法進行核聚變,和傳統的熱核聚變不一樣,溫度並不是中子壓榨法的第一影響因素,如果採用DD反應,那就不會多出一箇中子了。”楊光明解釋道。

“我認同用DD來代替DT作爲反應材料。”劉靜觀也點了點頭,畢竟在恐怖中子壓榨機裡面,DT和DD的反應條件不會有太大變化。

而兩者反應之後的產物卻有區別,DD不會產生自由中子,DT卻會產生一個自由中子。

比如我們常見的恆星,事實它們就是由於本身超大的質量產生了極大的引力,進而產生極高的壓力,在這個作用下發生氫核聚變,聚變產物是氦,氫聚變成氦依然是絕大多數恆星的燃燒方式。

不過恆星的核聚變是由於自生型壓力導致的,而中子壓榨機的核聚變是外生型壓力導致的。

“另外就是,核聚變的反應程度,或者說反應次數,我們需要控制到哪一個階段?”楊光明接着提出一個問題。

他之所以問這個問題,是因爲氫核聚變主要途徑是質子鏈反應,從恆星核聚變的各個階段可以得出一些有用的結論。

恆星氫核聚變到一定程度後,亮度會增強,體積會膨脹,會自發地進行氦核的聚變,進入氦反應階段。

氦核反應的方式是3He=C,3個原子質量爲4的氦原子合併成一個碳12原子。

碳12可以再捕獲一個氦核變成氧核,氧核也可以捕獲氦核變成氖核,但更困難一些。

碳聚變(產物是鎂核)和氧聚變(產物是磷、硫)也將進行,但放熱的效率遠不及氫核聚變了。

當聚變進行到硅聚變(產物是鐵核,原子序數26)時,由於聚合成鐵以上的元素需要吸收能量,所以一般恆星通過正常的聚變反應,只能到達鐵原子這一步。

從上面的恆星核聚變反應鏈條上來看,氫——氦——碳——氧——氖、鎂、硫、磷——硅——鐵,一條鏈條從輕到重。

那這個過程之中會產生多少能量?

非常簡單就可以計算出來,那就是氫原子到鐵原子的核聚變過程之中,損失了多少質量?這個損失的質量就是這個過程之中釋放出來的能量。

如何計算從氫原子到鐵原子的核聚變反應之中損失了多少質量?

我們都知道原子由於中子、中子、電子組成,其中計算原子質量的時候,電子可以忽略不計,也就是說原子質量=中子質量+質子質量。

中子的相對原子質量是1.0083,而質子的相對原子質量是1.0079。

鐵原子由於26個質子和30箇中子構成,26×1.0079+30×1.0083的結果就是56.4544,但是鐵原子相對原子質量是55.84,這兩個數字的差值0.6144就是鐵原子損失的質量。

這個過程之中鐵原子損失了1.08%的質量,不要小看1.08%的質量。

要知道從氫核聚變成爲氦,這個過程之中損失的質量僅僅是0.63%左右。

實際上從氫原子的鐵原子的核聚變過程之中,產生的能量絕對比1.08%的質量要多。

爲什麼?

因爲鐵原子由於26個質子和30中子構成,假設由於DD反應開始,那就需要30個氘素纔可以核聚變一個鐵原子,30個氘素之中還有4個質子多出來,這些多的質子或者中子同樣攜帶着巨大的能量。

劉靜觀想了想說道:“我們最好一步一步來,先從氫核聚變到氦這個階段開始。”

“我也這麼認爲,先確認氫核聚變到氦這個階段的臨界數據。”費安明附和道。

“如何發電也是一個值得研究的課題。”張懷德也提出一個問題。

聽到這個問題所有人都沉思起來,中子壓榨機和一般熱核反應不一樣,中子壓榨機由於NN—8—1的材料特性,只有光子和中微子可以逃脫,其他物質都被束縛在真空腔裡面。

而兩個氫原子核(質子)相撞結合後放出一個正電子和一箇中微子,形成一個重氫核(原子核內有一個質子和一箇中子)。

然後這個重氫核再與一個質子結合,放出一個γ光子,形成一個氦3核(原子核內有兩個質子和一箇中子)。

第三步,兩個氦3核結合組成一個氦4核(原子核內有兩個質子和兩個中子),同時放出兩個質子。

總的反應是:四個氫核經過聚變反應,形成一個氦4核同時放出兩個正電子、兩個中微子和兩個γ光子。

中微子目前沒有辦法利用,而電子無法突破NN—8—1材料,剩下可以利用的就是光子。

“從反應了看,我們可以利用的就是光輻射,光輻射佔釋放總能量35%左右,不過今天實驗之中爲什麼光輻射會超過預計那麼多?就算是多了一次氦核聚變,有沒有理由超出這麼多?”楊光明百思不得其解。

“你們忽略一個問題,那些中子、電子是沒有辦法逃逸的,加上反應環境壓力堆積,我認爲這些多出來的光輻射,是中子和電子在環境壓力下的向光子蛻變。”劉靜觀猜測道。

楊光明想了想,點了點頭說道:“看來我們需要多測試幾次,這樣就可以摸清楚中子壓榨法的特點。”

“發電難道還是用燒開水的方式?”張懷德問道。

“激光發電或許可以考慮。”費安明說道。

“激光發電?就是類似於太陽能發電那種模式?”劉靜觀問道。

“是的,激光發電,我查了一下激光研究所第七分所的論文,他們的激光發電已經可以做到能量利用效率68%左右。”費安明解釋道。

“既然如此,費所你和激光研究所聯繫一下,弄一套激光發電設備過來試一試。”劉靜觀決定嘗試激光發電。

“可以,這件事交給我。”

討論會結束之後,秦嶺等離子體研究所再一次行動起來,費安明去激光研究所定製激光發電設備,劉靜觀等人則一邊測試中子壓榨機一邊改進。

特別是他們向超新星工業定製的30臺NN—8—1凝聚態發生器,已經陸陸續續送過來了。

觸手可及的可控核聚變已經在向他們招手了。

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