搞个核聚变玩下托克马克装置设计思路

核裂变:指由重的原子核(主要是指铀核或钚核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。这里来个核裂变比喻:过年时,放鞭炮,有无数个鞭炮都摆在地上,在没点燃鞭炮之前,鞭炮就好比这个重的原子核,点燃一个鞭炮后,鞭炮因爆炸点燃了三个鞭炮,三个爆炸后,又瞬间点燃了9个,这样不停地增加,鞭炮就会瞬间炸成四分五裂的碎片,这个碎片就把它看成多个较轻、较小的原子。在爆炸的一瞬间,放出了极大的能量,如果你的手握住这个鞭炮,手就会被炸成麻花-这只是是一个形象的比喻,好让人有个具体的了解。(当然,鞭炮爆炸不是核裂变反应,这只是一种剧烈的化学反应)。

核聚变:两个轻原子核结合成一个较重的原子核并释放出巨大能量的过程。

核聚变的示意图

那如何理解核聚变呢?这里也搞个想象图:两个很圆很小的铁球,我们要把这两个铁球完全揉在一起,尽可能地让他们完全重合,使他们无限接近10^-15米,这两个铁球像是完全磁化了,而且磁极相同(实际不是磁化,实际是都带正电子),他们天生就排斥,老死都不想往来。要是非要把他们往一块弄,这样他们自己就会舍弃一些东西才能融合。这样他们就更重了,同时会放出巨大的能量。想一想我们手握2个面团,一使力,两个面团是在一起了,可手指缝也被面团挤开了(想象)

目前,全世界实验的主流行为是热核聚变,设备是超导托卡马克核聚变实验装置。我们国家合肥的也是这种设备,简称为EAST。年5月,创造了可重复的1.2亿度秒等离子体运行和1.6亿度20秒等离子体运行的世界纪录。可喜可贺!

1.6亿度高温,维持20秒,了不起的成就

但这离实际商用,还有个很多距离,只能再次说:估计20-30年就能用于发电商用。这里我们要解决的问题是:如何让设备中心的氢的同位素(最好是直接用氦3,但是地球上太少),并且把温度长时间保持在1亿度以上,因为按照目前普遍的观点是,核聚变装置必须产生超过1亿度的高温,才能勉强达到商业应用的水平。目前世界上最耐高温的材料是铪钽合金,即铪钽的化合物——五碳化四钽铪,其在标准大气压下的熔点为℃,但是即便它的熔点如此之高,在面对1.2亿摄氏度的高温条件下,也是瞬间就会被气化的。那么什么样的物质制造的容器才能盛下这样的高温呢?是不是托克马克装置一启动就会把外面的容器烧坏了呢。实际上托克马克装置能达到的高温和它外面的耐火材料的关系并不是特别大,因为托克马克装置是利用磁约束作用来实现可控核聚变的容器,一般都设计为环形,而环形容器中基本是真空状态,外面缠绕着线圈,通电之后里面会形成强磁场,可以约束其中的带电粒子,启动后将聚变材料输入其中可以被约束到磁场的中间位置,开始聚变后会达到1亿多度的高温。但是由于这些高温粒子是在磁场中,并没有接触容器壁,所以虽然它们有1.6亿多摄氏度的高温,短时间内也并不会把容器烧坏。但如果是商用,这么短的高温维持时间,根本不可能。即使勉强商用,也会大大增加运营成本(比如容器给高温烤坏了,停止发电不说,还要资金维修)。那托克马克装置能否做一些改进呢?如果改好了,先实现1年时间1亿摄氏度小目标?

合肥托卡马克核聚变实验装置

地球上的万物,如果适应自然法则,则生,否则,亡。这一种朴素的自然哲学观点,科学也不能例外。在对超导托卡马克设计思路厘清之前,先弄明白几个自然现象。

一、鸡、鸭、蛇等产卵的动物,他们的卵是椭圆形的,我们的地球是椭圆形的,其轨道也是椭圆形的,月亮、太阳、宇宙星辰想来也是椭圆形。看月亮、太阳是外形溜溜圆,其实他们实际应该不是绝对的圆-鸡鸭的卵也偶尔出现很圆的卵,但绝对是个畸形、无黄卵、无核卵-这是动物适应自然的一个例证。

椭圆形的地球

二、银河系、宇宙星系,很多是螺旋形状,当然宇宙星系也有椭圆星系、棒旋星系、不规则星系、透镜星系等。但我们所处的银河系是个螺旋形状。再看一下我们在银河系的物理规则:粒子的螺旋自旋效应,树的年轮,人的头顶漩涡-微观世界和可见世界适应自然法则的例证。

三、汉代古墓中出土了一个关于伏羲女娲的《人首蛇身交尾图》,人首蛇身,女娲手里拿着圆规,伏羲手中拿着曲尺,蛇尾呈相互缠绕状,周围环绕着日月和灿烂的星辰。和其他的形象不同的是,这幅图中女娲和伏羲都穿同一条裙子,然后上半身是分开面对着的,下半身也是螺旋缠绕的,伏羲女娲交尾图,暗含有“交合”之意,所以汉代后人认为伏羲、女娲是夫妻,夫妻交尾表示男女媾和,有生育人类万物的意思(这里也有误解)真实意思是:伏羲和女娲部落都懂阴阳合历,羲和和嫦羲也都是伏羲女娲部落的传人,只是分工不同而已,一个掌日,一个掌月,《山海经》中“帝俊乘二龙”,就是指阴阳二合历,这里主要讲的是阴阳相守。

汉墓.女娲伏羲图

年,由美国分子学家詹姆·沃森(JamesWatson)和英国生物学家弗朗西斯·克里克(FrancisCrick)推测出DNA是一个由双螺旋的结构。年,《伏羲女娲图》作为联合国教科文组织出版的《国际社会形象》杂志首页插图,并配文“这幅中国古画以双螺旋线为象征,表示阴阳作用,生化万物。至此,西方科学家看到了《伏羲女娲》图上的交尾而猜测我国祖先是否已经想象到了DNA双螺旋的存在。遗传物质DNA是以双螺旋的结构存在与伏羲女娲图高度巧合,我们无需猜测,重要的一点是:双螺旋、阴阳结构的组合能让优秀“物质”很好地遗传下来,生命能繁衍、让万物发展壮大。

DNA与女娲伏羲图相似

现在,我们回到核聚变设备设计的初衷:如何设计出一年时间、一亿度的托克马克的小目标:(幻想,本人其实就是个农民,属于臆想,照此设计后果自负):首先,1、把托克马克看成一个生命体;

2、整体外形设计成椭圆形,以适应银河系的自然规律,得到自然能量的保护;

3、内在精密结构设计成双螺旋的结构,同时考虑不同粒子共同参与聚变反应,而不是同一种。除了做到以上三点,就是设计时尽量做到适应自然和宇宙运行规律和法则,用哲学的观点对待机械设计的问题,尽最大可能得到宇宙能量场加持,让这个托克马克设备长时间活着,而不是经常打针吃药(经常维修或停运),愿实现商用发电指日可待!

能高速运动的DNA结构的机械臂

转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbjj/2110.html


  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章: 没有了
  • 网站简介 广告合作 发布优势 服务条款 隐私保护 网站地图 版权声明
    冀ICP备19027023号-7