第二十一章 等离子实验中窥端倪

“起导磁场正常启动,磁场强度达到要求!”……

史蒂芬.考利一声令下,十二只巨大的红色长臂向上升起,在金色球体的上空交汇在一起,实验可以进行。

随着微量氘和氚元素的注入,在中心快速旋转,一百多支激光枪同时发出亮光,从四面八方照在中心的混合气体上,立刻产生上亿度的高温,引起等离子体膨胀。

可是四周被强电磁场约束,无法向外扩散,于是在中心产生高温高压的环境,达到核聚变的临界条件,氘和氚发生聚变,中心立刻生成一个火球,如同太阳一样发出强烈的光芒和恐怖的热量。

融着厚厚的防辐射玻璃,张冲志也能感受到这种来自太阳般的能量,里面的物质都转化为等离子态,在一个有限区域内高速旋转、翻滚。

张冲志已经观察过仿星器螺旋石实验,它是利用4兆瓦的微波加热装置,使等离子体反应器内温度迅速升高,电子温度达到1亿度,离子温度也升至1000万度摄氏度,氢元素等离子体脉冲持续时间达到了6秒。

这个NSTX-U属于托卡马克装置,是采用激光束点燃加热氢元素等离子体。

轩辕国研制的全超导托卡马克核聚变实验装置EAST成功实现了电子温度超过5千万度,持续时间102秒的超高温长脉冲等离子体放电。

等离子体在内部运行非常狂暴,可以说是混沌状态,对于等离子体观测很困难,只能进行“等离子体诊断”,而不能插入一根探针观测,因为这样就会极大影响等离子体的运行。

黑星的探索丝也不能插入等离子体内观测,所以张冲志对高温等离子体的观测,只能通过托克马克或仿星体等装置获得。

几乎所有着可控核聚变都离不开等离子体,因为只要温度足够高,电子都会从原子中脱离出来,物质的第四态就会显现。

而对于核聚变等离子体更加难以把握,它可以说是湍流+高强度磁场+外部扰动。

虽然关于等离子体的问题很多,但是对于它的不稳定性湍流,制约等离子体种种难以难捉摸行为的基本方程现在都是知道的,就是Nasov和Maxwell方程,但我们所能做的依然是近似计算或近似模拟。

研究等离子体也无法绕过制约流体运动的Navier-stokes方程(NS方程)机制和约束大量分子运动的Boltzmann方程,但这两个方程现在人们也没有办法求解这些偏微分方程。

甚至对于NS方程是否存在方程解和光滑性还没有办法证明。

有的科学家估计,这或许是这个时代的数学工具限制了人类,或许是更深层次的物理法则没有被揭示,又或许这就是自然对人类预测能力所设的一个天花板。

小主,