第298章 可控核聚变研发

这种设计不仅能够在横向上约束等离子体,还能够在纵向上形成一个类似于“束缚带”的结构,让等离子体在环形轨道上保持稳定的运动。

“我们不能再依赖传统的单一磁场,”李卫东在设计图纸上快速标注着,“螺旋磁场能够同时在多个维度上对等离子体进行约束,极大降低了逃逸的风险。”

他通过超级计算机对这一设计进行了大量的模拟和优化。

超级计算机的强大计算能力,能够在极短时间内模拟出等离子体在不同磁场条件下的运动轨迹,从而帮助李卫东找到最优的磁场配置。

经过反复的计算与模拟,他最终确定了螺旋磁场的最佳参数。这个设计将能够让等离子体在高温下保持极高的稳定性,避免了以往托卡马克装置中常见的失控问题。

接下来,李卫东将目光转向了等离子体的加热系统。

要让氘和氚发生聚变反应,必须将它们加热到上亿度的高温。现有的托卡马克装置主要依靠外部磁场加热,但这种方法的效率并不高。

李卫东决定采用一种双重加热系统。

设计了一个由中性束注入器和射频加热系统组成的混合加热装置。

中性束注入器能够将高能粒子直接注入等离子体内部,从而实现高效加热;射频加热系统则通过电磁波对等离子体进行二次加热,进一步提升温度。

“我们必须提高加热效率,”李卫东一边设计一边自言自语,“只有足够的高温,才能让聚变反应达到自持状态。”

此外,为了确保燃料的持续供应,李卫东还设计了一套动态燃料注入系统。这套系统能够根据等离子体的消耗情况,实时将氘和氚注入反应堆中,确保反应的持续进行。

核聚变反应会释放出大量的能量,但这些能量并不是以电能的形式直接产生的,而是以热能的形式释放出来。

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如何将这些热能高效地转化为电能,是核聚变装置设计中的另一个关键问题。

李卫东决定采用布雷顿循环发电系统来回收能量。这套系统通过高温气体驱动涡轮发电机,将核聚变产生的热能转化为电能。

为了提高效率,李卫东还设计了一套双循环冷却系统,通过高效的冷却液循环,确保反应堆不会因为过热而导致失控。

“冷却系统是整个装置的安全保障,必须确保在任何极端情况下都能稳定运行。”李卫东在图纸上标注着冷却管道的布局。

有了初步的设计方案,李卫东开始利用超级计算机对整个装置进行全方位的模拟和优化。

超级计算机的强大计算能力,能够在极短时间内模拟反应堆的每一个细节,从等离子体的运动轨迹,到磁场的分布,再到冷却系统的温度控制,一切都在超级计算机的掌控之中。

第一步,等离子体的运动模拟。

李卫东通过超级计算机对螺旋磁场设计进行了多次模拟,确保等离子体能够在高温下保持稳定。模拟结果显示,螺旋磁场不仅能够有效约束等离子体,还能够大幅降低能量损耗,这是前所未有的突破。