大國院士 作品
第三百八十一章：解決託卡馬克磁面撕裂問題的思路
亦或者國內的研究的準環對稱仿星器，也是在利用託卡馬克的技術來優化仿星器。
不得不說，在超導材料應用到可控核聚變技術上後，仿星器的優勢和未來，其實是比託卡馬克裝置要大的。
仿星器需要解決的問題，也比託卡馬克裝置要少。
至於他為什麼依舊選擇在託卡馬克裝置上走下去，最大的原因在於託卡馬克裝置的等離子體性能遠遠超出仿星器。
沒錯，目前來說，哪怕是最先進的螺旋石7x，能創造的等離子體性能放到託卡馬克裝置上來說，也不過是普通中等級別的而已。
託卡馬克裝置能輕鬆的實現億級溫度的等離子體高溫，但仿星器要做到億級溫度，得要了老命。
反正現在的仿星器是做不到的。
目前最先進的仿星器，是普朗克等離子體研究所的‘螺旋石7x’。
雖然在之前創造了五千萬度六分半的歷史記錄，但實際上達到這個溫度的只不過是電子溫度而已，它的等離子體溫度只達到2000萬度。
儘管2000萬度的溫度已經達到了氘氚聚變的最低溫度1400萬度以上，但在可控核聚變中，溫度越高，聚變現象越容易發生，能提供的能量也就越高，這是毋庸置疑的。
當然，這只是簡單的解釋。
事實上真正影響聚變效率的是反應截面，也就是等離子體中帶正電原子核之間互相碰撞的概率。
而影響碰撞概率的因素就是聚變三重積，即反應物質密度，反應溫度和約束時間的乘積。
這三重因素越大，聚變的可能性就越大。
比如等離子體密度越大，那麼等離子體之間碰撞的概率越高。
就好比你在春運期間被踩腳的概率遠大於你平時坐火車被踩腳的概率，因為人多了；
而等離子體溫度越高，代表等離子體的活躍度越高。
畢竟溫度本身反映的就是粒子運動的劇烈程度，粒子越活躍那麼碰撞發生聚變的可能性就越高。
同樣好比春運，如果大家都安靜的坐著等車也不容易被踩腳。真正有風險的是大家都走起來上下火車的時候，踩到腳的概率就大了。
提高溫度就是讓粒子都活躍起來，粒子就像人群一樣，一活躍就容易碰撞在一起。
至於控制時間，那就不說。
而在這三重因素上，託卡馬克在前兩者佔優勢，仿星器在後者佔優勢。
這也是徐川選擇從類託卡馬克裝置入手，而不是從仿星器入手的原因之一。
當然，仿星器的優點還是很大的，對於磁場的控制優點是託卡馬克裝置值得學習借鑑的地方。
他準備利用這一點，從這方面入手修改一下破曉的外場線圈，來優化託卡馬克裝置中的磁面撕裂、等離子體孤島等問題。
至於控制模型，如果說前面破曉外場線圈的重設問題還可以交給其他研究員一起合作的話，後面這個，大抵就只能他自己親自出手了。
慶幸的是，在重生回來後，他當機立斷的選擇了主修數學，讓他擁有了足夠的數學能力去做這件事。
......
沙發上，彭鴻禧思索了一下，道：“所以你準備參考仿星器的外場線圈來改進破曉？”
徐川笑著點了點頭又搖了搖頭，起身從辦公室的角落中拖出來一塊黑板。
“對，不過那是外場線圈的改造，至於數學模型控制，我這邊也有點思路，正好今年您老在，幫忙掌眼看看？”
彭鴻禧站起身，走了過來道：“什麼掌眼不掌眼的，在可控核聚變這條路上，你走的比我遠多了，能力也比我這個糟老頭更強。”
徐川笑了笑，從掛在黑板邊上的粉筆盒中抽出了一支白色的粉筆，一邊在黑板上寫數學公式一邊說道：
“在託卡馬克中，自舉電流的擾動可以激發新古典撕裂模式，自舉電流與壓力梯度成正比。”
“當磁島形成時，磁島內的局部壓力梯度通過平行於磁力線通量管的傳輸而減小，這導致自舉電流的減小。所以在託卡馬克中，這種負電流擾動會導致該島進一步增長。”
“而從之前的第一次點火運行實驗的數據中，我找到了一些有意思的東西，利用氦三和氫氣進行模型運行，其實也並非沒有出現磁面撕裂等現象，只不過要輕弱很多。”
“之前我分析了一下數據，發現高能量離子與2/1撕裂模共振相互作用激發2/1類魚骨模的激發機制，給出可以解釋相空間中主要波和高能量離子能量交換的共振關係。”
不得不說，在超導材料應用到可控核聚變技術上後，仿星器的優勢和未來，其實是比託卡馬克裝置要大的。
仿星器需要解決的問題，也比託卡馬克裝置要少。
至於他為什麼依舊選擇在託卡馬克裝置上走下去，最大的原因在於託卡馬克裝置的等離子體性能遠遠超出仿星器。
沒錯，目前來說，哪怕是最先進的螺旋石7x，能創造的等離子體性能放到託卡馬克裝置上來說，也不過是普通中等級別的而已。
託卡馬克裝置能輕鬆的實現億級溫度的等離子體高溫，但仿星器要做到億級溫度，得要了老命。
反正現在的仿星器是做不到的。
目前最先進的仿星器，是普朗克等離子體研究所的‘螺旋石7x’。
雖然在之前創造了五千萬度六分半的歷史記錄，但實際上達到這個溫度的只不過是電子溫度而已，它的等離子體溫度只達到2000萬度。
儘管2000萬度的溫度已經達到了氘氚聚變的最低溫度1400萬度以上，但在可控核聚變中，溫度越高，聚變現象越容易發生，能提供的能量也就越高，這是毋庸置疑的。
當然，這只是簡單的解釋。
事實上真正影響聚變效率的是反應截面，也就是等離子體中帶正電原子核之間互相碰撞的概率。
而影響碰撞概率的因素就是聚變三重積，即反應物質密度，反應溫度和約束時間的乘積。
這三重因素越大，聚變的可能性就越大。
比如等離子體密度越大，那麼等離子體之間碰撞的概率越高。
就好比你在春運期間被踩腳的概率遠大於你平時坐火車被踩腳的概率，因為人多了；
而等離子體溫度越高，代表等離子體的活躍度越高。
畢竟溫度本身反映的就是粒子運動的劇烈程度，粒子越活躍那麼碰撞發生聚變的可能性就越高。
同樣好比春運，如果大家都安靜的坐著等車也不容易被踩腳。真正有風險的是大家都走起來上下火車的時候，踩到腳的概率就大了。
提高溫度就是讓粒子都活躍起來，粒子就像人群一樣，一活躍就容易碰撞在一起。
至於控制時間，那就不說。
而在這三重因素上，託卡馬克在前兩者佔優勢，仿星器在後者佔優勢。
這也是徐川選擇從類託卡馬克裝置入手，而不是從仿星器入手的原因之一。
當然，仿星器的優點還是很大的，對於磁場的控制優點是託卡馬克裝置值得學習借鑑的地方。
他準備利用這一點，從這方面入手修改一下破曉的外場線圈，來優化託卡馬克裝置中的磁面撕裂、等離子體孤島等問題。
至於控制模型，如果說前面破曉外場線圈的重設問題還可以交給其他研究員一起合作的話，後面這個，大抵就只能他自己親自出手了。
慶幸的是，在重生回來後，他當機立斷的選擇了主修數學，讓他擁有了足夠的數學能力去做這件事。
......
沙發上，彭鴻禧思索了一下，道：“所以你準備參考仿星器的外場線圈來改進破曉？”
徐川笑著點了點頭又搖了搖頭，起身從辦公室的角落中拖出來一塊黑板。
“對，不過那是外場線圈的改造，至於數學模型控制，我這邊也有點思路，正好今年您老在，幫忙掌眼看看？”
彭鴻禧站起身，走了過來道：“什麼掌眼不掌眼的，在可控核聚變這條路上，你走的比我遠多了，能力也比我這個糟老頭更強。”
徐川笑了笑，從掛在黑板邊上的粉筆盒中抽出了一支白色的粉筆，一邊在黑板上寫數學公式一邊說道：
“在託卡馬克中，自舉電流的擾動可以激發新古典撕裂模式，自舉電流與壓力梯度成正比。”
“當磁島形成時，磁島內的局部壓力梯度通過平行於磁力線通量管的傳輸而減小，這導致自舉電流的減小。所以在託卡馬克中，這種負電流擾動會導致該島進一步增長。”
“而從之前的第一次點火運行實驗的數據中，我找到了一些有意思的東西，利用氦三和氫氣進行模型運行，其實也並非沒有出現磁面撕裂等現象，只不過要輕弱很多。”
“之前我分析了一下數據，發現高能量離子與2/1撕裂模共振相互作用激發2/1類魚骨模的激發機制，給出可以解釋相空間中主要波和高能量離子能量交換的共振關係。”