辦公室中，徐川和樑曲閒聊了一會，聽了一下後續(xù)的工作安排。
仿星器的實(shí)驗(yàn)他已經(jīng)沒有插手了，幾乎都放給了能源研究所這邊安排，華星聚變裝置的第一次運(yùn)行，數(shù)據(jù)還是相當(dāng)?shù)钠恋摹?
不過他還是有一些其他方面的擔(dān)憂。
當(dāng)然，他並不是擔(dān)心仿星器無法實(shí)現(xiàn)真正的點(diǎn)火運(yùn)行，這個(gè)點(diǎn)他不擔(dān)心。
由綜合型託卡馬克裝置改變成先進(jìn)型仿星器裝置，路線更換的過程中需要調(diào)整的東西雖然有不少，但核心仍然是建立在磁約束理論的基礎(chǔ)上的。
而磁約束的核心，摸過等離子體湍流的數(shù)控模型、第一壁材料和約束磁場這三大塊了。
這三塊核心，在破曉聚變裝置上他們早就搞定了。
徐川擔(dān)心的，原本有兩塊，第一塊是小型化的可行性，另一個(gè)則是仿星器的功率可能不足，即實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火後，引導(dǎo)出來的能量，可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
第一個(gè)問題從如今的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看已經(jīng)沒什麼太大的問題了。
但第二個(gè)問題，還不知道是什麼情況。
仿星器的優(yōu)點(diǎn)在於等離子體湍流的控制比託卡馬克裝置要強(qiáng)很多，但它的功率，也是公認(rèn)的比託卡馬克裝置要低。
它的輸出很難，或者說幾乎無法和託卡馬克裝置相比了。
這是因爲(wèi)仿星器的結(jié)構(gòu)而註定的事情，也是徐川最爲(wèi)擔(dān)心的一塊地方。
尤其是的小型化後，功率可能會更低，低到產(chǎn)生的能量完全不夠的地步。
畢竟體積小了，反應(yīng)堆腔室中能容納的等離子體數(shù)量也會更少，而氘氚等離子體的數(shù)量少的話，其碰撞形成聚變的概率也就更小。
可控核聚變反應(yīng)堆，並不是說實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火，穩(wěn)定了等離子體湍流的運(yùn)行，完成了氘氚聚變並能將能量引導(dǎo)出來就行了。
這些只是聚變的基礎(chǔ)，而在基礎(chǔ)上，還有個(gè)東西叫做Q值。
這裡其實(shí)涉及到怎樣才能算是“實(shí)現(xiàn)了可控核聚變”這一個(gè)概念。
可能會有很多人認(rèn)爲(wèi)，只要是維持了反應(yīng)堆腔室中等離子體運(yùn)行，讓其聚變並且能引導(dǎo)出來能量就是實(shí)現(xiàn)了可控核聚變。
但實(shí)際上嚴(yán)格意義上來說並不是。
核聚變不是隨隨便便就可以點(diǎn)燃的，我們需要先向反應(yīng)爐輸入能量纔有可能從中得到輸出的能量（這指的是通過ICRF加熱天線提升等氘氚離子體的溫度，讓其碰撞聚變，產(chǎn)生更多的溫度）。
如果將輸入的能量看做‘輸入X’，那麼在維持等離子體運(yùn)行的基礎(chǔ)上，從反應(yīng)堆中引導(dǎo)出來的能量，就是‘輸出Y’。
而Y-X的差值，就是所謂的Q值。
只有當(dāng)Q值等於一的時(shí)候，反應(yīng)堆才能不需要外界的能量輸入，依靠自身的聚變反應(yīng)來維持穩(wěn)定。
而Q值超過1，則代表值反應(yīng)堆可以向外面輸出能量，Q值越高，輸出的能量也就越高。
但由於目前的科技，發(fā)電站並不能對核聚變產(chǎn)生的能量進(jìn)行 100%的轉(zhuǎn)化，理論上來講能達(dá)到40%至50%就非常了不起了，破曉聚變堆使用了磁流體機(jī)組+傳統(tǒng)熱機(jī)也就達(dá)到了73%而已。
再加上其他的各種損耗，粗略的進(jìn)行估算，Q值等於2.5的時(shí)候，可控核聚變就可以“保本”，即投入的‘錢’和發(fā)電產(chǎn)出的‘錢’平衡了。
只是顯而易見的是，光是“保本”是不行的，考慮到龐大的基礎(chǔ)設(shè)施以及後續(xù)的維護(hù)成本，科學(xué)家普遍認(rèn)爲(wèi)，可控核聚變的“Q值”至少要大於50，才能算是真正實(shí)現(xiàn)了可控核聚變技術(shù)。
而破曉聚變裝置的Q值，超過三位數(shù)。
這也是徐川當(dāng)初選擇託卡馬克裝置作爲(wèi)目標(biāo)的原因，託卡馬克裝置的內(nèi)部溫度更高，反應(yīng)堆腔室規(guī)整，能容納的氘氚等離子體更多，產(chǎn)生的Q值會更大。
聽著徐川提出的這個(gè)問題，樑曲思索了一下，回道：“提升聚變的溫度或許可以解決這個(gè)問題？”
徐川點(diǎn)了點(diǎn)頭，道：“這的確是一個(gè)辦法，可以考慮。不過提升溫度，對於仿星器來說，一方面難度較大，另一方面可能有點(diǎn)治標(biāo)不治本。”
“環(huán)形磁場中的帶電粒子一般需要沿環(huán)運(yùn)動多圈才能連接底部和頂部，從而進(jìn)行有效地中和電荷積累。但這一點(diǎn)對仿星器很不利，仿星器的各種形態(tài)的線圈數(shù)目非常多且極不規(guī)則，會形成大量局部磁鏡。”
“而磁鏡是可以在一定程度上約束帶電粒子的，這將導(dǎo)致一些粒子被“捕獲”在局部磁鏡中，無法完整地完成環(huán)向運(yùn)動，也就不能消除磁場曲率和磁場梯度帶來的漂移，進(jìn)而導(dǎo)致粒子損失。”
“特別是用於加熱其它粒子的高能離子，由於碰撞頻率很低，一旦被局域磁鏡捕獲就幾乎逃不出來，損失很快。這對於聚變堆的自持加熱（聚變反應(yīng)產(chǎn)生的3.5 MeV氦原子核加熱氘和氚）是極爲(wèi)重要的。”
樑曲提出的建議的確可行，因爲(wèi)溫度越高，粒子的活躍性就越高，越是活躍，產(chǎn)生的碰撞機(jī)率就越大。
但他更多思索的，是如何從根源上去解決這個(gè)問題。
這些天他一直都在思索如何重構(gòu)仿星器的外場線圈和磁鐵繞組，並不是單純的因爲(wèi)三維結(jié)構(gòu)的改進(jìn)型超導(dǎo)體線圈的生產(chǎn)太難，還有一部分原因也是在想辦法解決這個(gè)問題。
聞言，樑曲也有些頭大，皺眉思索了一番後開口說道：“但是仿星器的結(jié)構(gòu)，要改變的話難度實(shí)在太大了。”
“它本身就是通過極高的工程難度來降低磁約束的難度的，如果重新構(gòu)設(shè)的話，難度先不說，改變了它的結(jié)構(gòu)，是否還能繼續(xù)小型化也是個(gè)很麻煩的事情。”
徐川搖搖頭道：“不，仿星器的整體結(jié)構(gòu)和形狀不能進(jìn)行大幅度的調(diào)整和修改，調(diào)整了的話我們需要面對等離子體磁島、磁面撕裂、扭曲摸效應(yīng)等問題。”
“而這些問題在小型化的過程中我們暫時(shí)根本就沒有手段解決，所以只能依賴仿星器特殊的結(jié)構(gòu)來避開。”
聞言，樑曲皺著眉道：“那這樣的話就難了，目前來看，仿星器是小型化最有希望的一個(gè)，如果仿星器都行不通的話，我真不知道還有什麼能行得通，球牀？還是慣性約束？”
徐川思考了一下，道：“球牀也需要面對等離子體磁面撕裂的問題，解決的辦法幾乎沒有，慣性約束這條路線我都不知道它能否走通聚變，暫時(shí)先放棄。” “那你的想法呢？”
樑曲皺著眉頭看向徐川詢問道，在可控核聚變領(lǐng)域，他纔是被譽(yù)爲(wèi)‘可控核聚變之父’的第一人。
思索了一下，徐川開口道：“我在考慮兩方面的東西。”
“哪兩方面？”
“第一方面是改造仿星器的磁鐵繞組和外場線圈。”
說著，徐川將辦公桌上的稿紙整理了一下，遞給了樑曲：“你看看這個(gè)，之前西部超導(dǎo)集團(tuán)那邊反饋三維結(jié)構(gòu)的外場線圈和磁鐵繞組生產(chǎn)極其困難，針對這個(gè)問題，我結(jié)合了一下剛剛說的仿星器能效過低的問題進(jìn)行重構(gòu)了一下外場線圈和磁鐵繞組的結(jié)構(gòu)。”
看著推過來的稿紙，樑曲眼神閃爍了一些，帶著些許的好奇接了過來。
“永磁體仿星器？”
看著稿紙上的標(biāo)題，樑曲唸叨了一句，認(rèn)真的翻閱了起來。
徐川點(diǎn)了點(diǎn)頭，抿了一口茶水後開口說道：“仿星器的問題在於兩方面，一是傳統(tǒng)仿星器磁場的波紋度比託卡馬克大，導(dǎo)致其新經(jīng)典輸運(yùn)水平和高能粒子損失水平高於託卡馬克裝置。”
“二是它需要三維結(jié)構(gòu)的線圈，結(jié)構(gòu)複雜、製造難度大、成本相當(dāng)高。”
“所以如何降低仿星器的新經(jīng)典輸運(yùn)水平和高能粒子損失水平，以及用工程簡單的永磁體塊產(chǎn)生所需的三維磁場是研究難點(diǎn)”
聽到這話，正在翻閱稿紙的樑曲插了一句：“你這是準(zhǔn)備用永磁體來代替原先磁鐵繞組？”
徐川點(diǎn)了點(diǎn)頭，道：“從理論計(jì)算來看，通過仿星器磁場位形優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)精確準(zhǔn)對稱，進(jìn)而證明仿星器在理論上是可以實(shí)現(xiàn)和託卡馬克相當(dāng)?shù)男陆?jīng)典輸運(yùn)水平和高能粒子損失水平的。”
“而這方面的設(shè)計(jì)可以通過優(yōu)化外場線圈和磁鐵繞組來進(jìn)行。”
“如果先對磁鐵繞組進(jìn)行修改，將永磁體塊大小、形狀，剩磁強(qiáng)度完全相同且磁化方向爲(wèi)有限個(gè)指定方向之一，可以在螺旋石-7X原有的基礎(chǔ)上，將永磁體和準(zhǔn)對稱位形結(jié)合起來，重構(gòu)成新的永磁仿星器，或許能解決這兩個(gè)問題。”
翻閱著手中的稿紙，聽著徐川的講解，樑曲的眼神也明亮了幾分。
他順著徐川的話繼續(xù)道：“相比於目前的仿星器採用的極爲(wèi)複雜的三維扭曲線圈，可批量製造的標(biāo)準(zhǔn)化磁體塊以及簡單線圈的低生產(chǎn)成本和低工程難度對仿星器的設(shè)計(jì)、建造、維護(hù)都極大程度的削弱了工程難度。”
“而且統(tǒng)一的大小、形狀使得永磁體塊可以拼裝起來，有利於裝配精度控制。”
“妙啊！”
“這思路，絕了！”
說到最後，樑曲都忍不住豎起了大拇指，不愧是可控核聚變之父，在這一領(lǐng)域上的理解，超出了常人最少十幾年的時(shí)間。
徐川笑了笑，輕輕的搖了搖頭，開口說道：“即便是它可行，這也只是解決工程難度的辦法。而高能粒子損失問題，亦或者說聚變能量不夠的問題，恐怕還得另想辦法。”
樑曲點(diǎn)了點(diǎn)頭，開口問道：“還有一個(gè)方面呢？想來應(yīng)該就是伱所考慮的解決高能粒子損失問題，或者說聚變能量不夠的問題的辦法了吧？”
既然這位提出了問題，那麼他肯定考慮過解決辦法。
而他剛剛也說了，在工程難度和高能粒子損失問題上，他都有考慮，這會他更好奇這位是通過一種怎樣的方式來解決高能粒子損失問題的。
永磁體仿星器的設(shè)計(jì)，在他看來真的是驚豔無比。
不算很大幅度的改動，既保留了原有仿星器無磁面撕裂效應(yīng)的優(yōu)勢，又極大程度的削弱了工程難度，這構(gòu)思，絕妙無比。
聽到樑曲詢問第二個(gè)方面，徐川笑著開口道：“第二個(gè)方面便是換一種聚變原料。”
“換一種聚變原料？”樑曲疑惑的看了過來，眼神中帶著一些不解。
徐川點(diǎn)了點(diǎn)頭，開口道：“沒錯(cuò)，更換一種聚變原料。”
頓了頓，他接著道：“我們選擇可控核聚變原料的時(shí)候，一般都會選擇氫的同位素來進(jìn)行，因爲(wèi)質(zhì)量輕的原子核之間的靜電斥力最小，也最容易發(fā)生聚變反應(yīng)。”
“所以要實(shí)現(xiàn)核聚變的物質(zhì)一般是首先選擇氫的同位素氘和氚，破曉聚變裝置使用就是這個(gè)。”
“而氘氚核聚變的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件最寬鬆，反應(yīng)溫度要求最低，但缺點(diǎn)是中子帶來的材料劣化，以及高能中子帶走了大部分的能量無法利用等問題。”
“雖然對中子的重新利用可以用於完成氚自持，但高能中子帶走的能量，絕大部分都浪費(fèi)了。”
“所以實(shí)際上它雖然釋放出來的能量很多，但我們能利用的部分卻很少。”
“而且氘氚聚變裝置還需要使用第一壁材料和外圍防護(hù)材料來應(yīng)對高能中子的衝擊，進(jìn)一步的增加了的聚變堆的體積。”
“所以在氘氚聚變的基礎(chǔ)上，我準(zhǔn)備更換聚變的原料。”
聞言，樑曲認(rèn)同的點(diǎn)了點(diǎn)頭，開口說道：“這些的確都是氘氚聚變的缺點(diǎn)，不過更換一種聚變原料的話.”
頓了頓，他接著道：“在之前，可控核聚變研究的主流領(lǐng)域除了氘氚聚變外，還有氘·氦三聚變、氦三·氦三聚變、氘氘聚變、氫硼聚變等幾種方式。”
“相對比氘氚聚變來說，這些聚變方式的難度都更高，各有各的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，不知道你考慮的是哪一種？”