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第182章（第1页）

杨正午教授，原重庆号航母核动力首席科学家，现特区自然科学院核工程分院院长。五十多岁的年纪，是原来中国热聚变商业应用技术的奠基人之一，随航母出航的主要原因是研究，航母采用热聚变反应堆的可行性。没想到这次研究成了他不可返回的旅程。应该说，在自然科学院的各个学科中，他是比较幸运的，毕竟核动力航母和核动力潜艇上有很多核动力专业的技术官。所以，当组建自然科学院核工程分院的时候，他们的分院是技术最为强大的分院。杨正午院士很清楚，对于他们分院来说实用核工程的难点几乎没有，设计阶段有完整的商用堆的详细数据。反应堆的建造也没有什么技术难题，运行和管理都有成熟的流程和规则。那么在这个时空，目前的技术水平，唯一制约特区上反应堆的就是机电自动化，以及大量定量试验科学家。机电自动化，这个领域他不管了，自然科学院机电分院正在全力进行技术攻关，这对于拥有完整数据，拥有大型计算机，和合格钢材之后，都是时间问题。据说他们已经复制出了不少九十年代水平的数控机床。而微电子分院的同事们，也实现了单晶硅的量产，当然，离大规模商业应用还有距离。但是，为核工程提供足够的集成电路是没有问题的，再不要求成本，不要求好看的情况下，可靠的成品只是时间问题。对于杨正午教授来说，他需要大量的合格的，有科学头脑的帮手，他的目标是商用核聚堆，目前正在建设的商用四代压水堆不过是练手用的过度产品。他的使命是为特区建设商用的热核聚变堆，这样在月球收集的原材料才有现实意义。才能保证特区在足够长的时间内有足够的廉价电，并保证月球计划的足够商用价值。杨正午教授径直来到那堆物理学教授中，摘下自己的帽子。给众人打了个招呼。“凤凰城的冬天很难得这么冷，我是杨正午，也是学物理的，大家讨论到哪里了？”吴大猷打量了一下这个精瘦的矮个子，看过去应该比他年纪大，或许是五十多或者六十多，不过这个名字好像他在哪里看到过。饶毓泰跟杨正午年龄相仿，这堆教授中也是他年纪最大，声望最高。他说道：“杨教授，幸会。我们正在讨论原子能级光谱。”杨正午：“哦，是个不错的问题，涉及到了能级跃迁。您是饶教授吧，您的大名，我早就听说。”杨正午说的不假，他读大学的时候，还有学过饶毓泰主编的原子光谱，算是徒孙级的。杨正午确实是站在这些巨人身上的巨人，但还是对这些教授保持了足够的敬意。吴大猷在一边惊呼：“我想起来了，图书馆有一本《热核聚变原理》的作者就是杨正午。莫非您就是杨教授。”杨正午与吴大猷握了下手，说道：“吴教授，我对你也是神交已久了哦。”物理系的那些教授都露出了震惊，这些连裂变都没搞清楚的人，见到搞热核聚变研究的人，还不认为泰山北斗级的宗师。杨教授是搞研究的，他最搞不懂人际关系，也受不了这种目光。接着说道：“各位，有没有兴趣去我的实验室参观一下？”杨教授的实验室不远，就在自然科学院大楼。这个地方吴大猷他们都是看见过的，日常这里的入口都有警备部队守门，戒备森严。这次有幸能够参观这里，众人都很兴奋。进去的众人都进行了身份证扫描和指纹扫描，进入一楼大厅，杨正午带他们进了足以容纳三十人的大电梯。不过吴大猷他们很快发现，电梯并不是往预想的上面走，而是往下面走。这个电梯足足往下行走了五分钟左右，虽然感觉不到速度。但是吴大猷从开始的加速度，略略做了估算，他们起码是在几百米的地下。电梯门一开，里面灯火通明。这是一个开放式的巨大空间，占地面积或许有几十万平方米，高度足有十米。众人在杨教授的指导下，坐上了电动观光车，沿着中央最大的通勤通道，一路往最远处参观过去。杨正午指着一侧最显著的设施说道：“这是我们实验室最重要的装置：环流1号b装置，这是一种磁约束核聚变装置，核聚变的原理大家看了吗？”吴大猷和其他教授都乖乖的点头，闭馆那段时间他们还讨论过核聚变的原理，知道一点皮毛。杨正午接着说道：“其实核聚变很简单，当质量轻的原子（主要是指氢的同位素氘和氚）在超高温条件下，发生原子核互相聚合作用，生成较重的原子核（氦），并释放出巨大的能量。1千克氘全部聚变释放的能量相当11000吨煤炭。这个过程其实很容易就实现了。问题是我们需要让他持续的可控的释放能量。我们这个装置就是要实现这个目标。”吴大猷对热核聚变理解的最深，他非常清楚这个过程，对于原子聚合所需要的热量做过推算，没有数十亿度高温，原子发生聚合是不可能的，要完成聚合必须是原子达到疯狂的布朗运动。吴大猷问道：“教授，您的意思，这个装置可以把氘元素加温到聚合反应所需的温度？”杨正午眼睛一亮，看了眼吴大猷，笑着说道：“没错，这个装置就是通过磁约束，让原子回旋加速，直到获得足够的动能，由于都是正电荷，相互排斥，所以让原子在狭小空间内自由的跑，只要达到足够的动能，相互拥挤的原子不得不发生接触，只要当它们之间互相接近的距离达到大约万亿分之三毫米时，核力（强作用力）就会伸出强有力的手，把它们拉到一起，从而放出巨大的能量。”吴大猷一拍掌说道：“对啊，虽然要把物体加热到足够温度很困难，但是离子态的粒子疯狂加速，一样能够获得足够的克服斥力的能量，从而完成聚合反应。”其他人也不慢，很快明白了吴大猷的意思。吴大猷又问：“教授，那产生的能量如何释放出来被人们使用呢？”杨正午指着那个装置后面一个汽轮机组说道：“氚的原子核和氘的原子核以极大的速度，赤裸裸地发生碰撞，结合成1个氦原子核，并放出1个中子和176兆电子伏特能量。这个过程，你们应该在书上看到了，计算方程也有详细说明。这些放出来的能量怎么办？反应堆经过一段时间运行，内部反应体已经不需要外来能源的加热，核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要将氦原子核和中子及时排除出反应堆，并及时将新的氚和氘的混合气输入到反应堆内，核聚变就能持续下去；核聚变产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，剩余大部分的能量可以通过热交换装置输出到反应堆外，驱动汽轮机发电。这就是热核聚变的可控原理。”吴大猷接着问道：“教授，据我所知，在地球上获得足够的氘和氚元素并不容易，那么这样的装置有意义吗？”杨正午说道：“这个问题问的好！自然界中要获得氘难度不大，海水中就有足够的氘，只要富集、电解和精馏之后，可以获得足够的氘原料，但是我们发现氘－氘反应太猛烈了，他只能成为武器的原料，目前的技术做不到商业使用。但是我们发现氘－氚反应，比氘－氘反应温柔的多，点火温度也比氘－氘反应来的低，以现在的技术可以实现可控反应。所以，关键问题是氚哪里来？氚半衰期只有1226年，地球上没有这种元素。怎么办？目前有两种方案有商业利用价值。一种方案就是利用锂－6和锂－7，在被中子轰击之后，就会裂变，他们的产物都是氚和氦，在聚变反应堆内，氚和氘反应后，除了形成一个氦原子核之外，还有一个多余的中子，并且能量很高。我们只需要在核聚变的反应体之内保持一定比例的锂原子核浓度，那么核聚变产生的中子就会轰击锂核，促使锂核裂变，产生一个新的氚，这个氚则继续参与氚－氘反应，继而产生新的中子，链式反应形成了。所以，理论上我们只需要给反应体提供两种原料：氘和锂，就能实现氘－氚反应，并且维持它的进行。