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第三十二章 点火,远航

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根据人类对核聚变技术的研究,可控核聚变可以分为几代,每一代反应生成的东西也不同。

比如最容易实现的第一代氘氚聚变,简称dt聚变,反应生成的是一个氦4原子+一个高能中子,还有17.6meV的能量。

因为中子不带电,无法被磁场约束,横冲直撞产生的辐照,很容易破坏掉聚变装置的内壁材料。

另外氚t的半衰期只有12.43年,自然界几乎不存在天然的氘,如此维持氚元素的自持也是一大难题。

针对这些缺陷,人类提出了第二代可控核聚变技术,即氘氦3聚变,简称dhe3聚变,反应生成的是一个氦4原子核+一个高能质子,以及18.3meV的能量。

因为质子带正电,可以被磁场约束,如此就解决了中子辐照的问题。

同时氘d元素属于稳定元素,大自然的含量丰度很高,这也避免采用氘氚聚变时氚元素的自持难题。

不过氘氦3聚变也不是没有缺点。

相比较氘氚聚变,氘氦3聚变散射截面要明显小很多。

想要完成氘氦3聚变,反应堆就需要更高的温度,更高的元素浓度,还有更高的磁场约束强度。

聚变散射截面,形象点比喻就是一群蒙着眼睛在操场奔跑胡乱的人群。

温度就是奔跑的速度,温度越高奔跑的速度越快。

散射截面大的氘氚聚变,这是一群大人在跑,占地空间大。

散射截面小的氘氦3聚变,这是一群小孩在奔跑,灵活小巧。

当奔跑的两个人撞到一起,砰地一声,元素就聚变了。

在大家都蒙住眼睛胡乱跑的情况,同样的奔跑,同样的奔跑速度,很明显是一群大人更容易撞到一起,小孩没那么容易撞到一起。

而怎么撞到一起,这就是聚变的难易,前者氘氚聚变,几千万摄氏度的奔跑速度,后者氘氦3聚变,温度直接就飙升到数亿摄氏度。

除了氘氚聚变,氘氦3聚变,可控核聚变还有氘氘聚变。

但dd聚变因为有两种反应路径,一种是聚变生产氢和一颗质子,释放出4meV的能量,另一种是反应生成氦3和一颗中子,释放出3.3meV的能量。

两者反应概率各占一半,其中一半的反应产生中子,存在中子辐照问题,最终还是比不上氘氦3聚变。

“因为直接继承人类文明的聚变技术,我们使用是最好的氘氦3聚变。”

“反应堆的发电效率是多少?”陈诺继续询问。

可控核聚变反应生成的都是能量和高能质子,而这些能量的表现形式主要就是热量,但热量是无法直接被利用,需要转换成电能再使用。

想象中点燃一个核聚变反应堆就能一飞冲天,威力无边,这是不切实际的事情。

而热量发电,这又绕不开人类的祖传秘籍——烧开水。

通过烧开水的方式,借助高压蒸汽,推动汽轮机带动发电机发电。

当然,核聚变反应堆毕竟高级一点。

除了烧开水的方式,还可以满足磁流体发电的需求。

磁流体发电的原理,就是利用导电的等离子流高速通过磁场切割磁感线,从而产生电动势,产生电能。

众所周知,物质被加热到高温发生电离,会分为带负电的电子,跟带正电的原子核。

当这样的等离子流通过高磁场,电子和原子核就会在磁场两极靠近和聚集,这样电势差就产生了,电流也就出现了。

粒子运动速率的外在表现是温度。

这种经过磁场的等离子流因为磁场的聚集,速度减缓,宏观的表现就是温度下降,磁流体发电本质也可以看做是温度被转换成电能。

对于氘氦3聚变反应堆,磁流体发电配合烧开水,这无疑是最适合的模式。

因为聚变的产物除了能量,剩下的就是数亿摄氏度的氦核,还有一颗高能质子。

无论是氦核还是质子,都带有电荷,都可以通过磁场,切割磁感线进行发电。

“报告主宰,磁流体发电搭配烧开水,综合发电效率可以达到百分之53。”

“只有百分之53,差不多一半的能量都浪费了。”

陈诺忍不住摇头:“加大对温度发电模块的进化培育,尽可能提高核聚变反应堆的综合发电效率。”

按照鸟神星现在反应堆的规模,提高能量的转换效率是现阶段最有效益的方案。

每提高一个点,这都等同于多建造上万座核聚变的反应堆。

“是,主宰。”

“好好加油。”

陈诺鼓励一句,看着全部燃料都运输分配完毕,下达指令道:“启动行星发动机阵列,两天的时间,没必要等到最后时刻。

每一次关键的航行,我们都需要考虑可能发生的意外,给计划预留一定的冗余量。”

“小天明白了。”

小天应了一声,承载了指令的电磁波传送到星球表面,被全部的生物模块接受。

指令确定,遍布在南半球的一座座核聚变引擎点火,澎湃的能量源源不断的输送到一边的发电机组和磁流体发电机组。

电火花绽放,澎湃的电流在源源不断的产生。

这些电流通过超导线路,传递到一座座直径千米的霍尔推进器,再通过线圈产生磁场对物质进行电离加速。

一圈又一圈的湛蓝色光圈在鸟神星的南半球亮起。

数不清的离子束被霍尔推进器加速到40千米每秒,形成一圈圈璀璨的光柱,喷射到太空。

轰隆隆!

霍尔推进器产生的澎湃推力,开始作用到地面,通过铺在星球表面进行加固的材料2号又进一步传递到地底,再传递到整个星球。

整个星球在震动,地壳在扭曲挤压,大地裂开数不清的裂缝,然后又被材料2号填补加固。

这颗直径1900公里,太阳系第三大的矮行星,在遍布整个南半球的行星发动机阵列产生的推力作用之下,原本环绕太阳运转,向内弯曲的轨道开始向外偏移。

“主宰,百万台霍尔推进器全功率推进,当前总推进力达到10.34亿吨,受到行星发动机的影响,鸟神星开始偏离星球的轨道,挣脱太阳的束缚。”

星球震动持续了几个小时,最终陷入平稳,小天也开始通报整颗星球和行星发动机的运行状态。

根据物体间万有引力公式F=Gmm\/r^2N,G是万有引力常数,m其中一个物体的质量,m是另一个物体的质量,r是两个物体之间的距离,N是单位牛顿。

太阳的质量是1.99x10^30KG质量,鸟神星质量是4x10^21KG,与太阳的距离是7.8x10^12米,引力常数是6.67x10^-11 N。

那么可以计算得出,鸟神星受到太阳的引力经过关系换算之后,大约是2x10^10吨,即20亿吨。

因为鸟神星和太阳处于绕轴匀速转动的状态,星球的离心力和太阳的引力平衡,离心力=太阳的引力。

但原本平衡的两个力,鸟神星这边突然施加多超过10亿吨向外的推力,鸟神星的轨道自然而然就会往外发生偏移,开始挣脱太阳的引力。

看着外面璀璨的等离子光柱,陈诺问道:“我们大概多久能离开当前轨道,开始前往中子星。”

“主宰,预计10天之后脱离当前轨道,但想要前往中子星,当前的推力还远远不够,还需要增加霍尔推进器的数量,同时进一步的改造......”

鸟神星的质量有4x10^21KG,换算成吨,这就是400亿亿吨。

单凭霍尔推进器目前的推力,根本就无法进行有效的推进。

现在能够推动改变星球的轨道,主要利用的还是星球自身的速度。

这就像地球文明时代,质量数千吨的太空站,依靠几台不过10牛的推进器就能实现变轨一样。

其中关键的点,就是因为太空站本身就具有一个很高的速度。

但变轨容易,想要真正把鸟神星推着离开太阳系就没那么简单。

现如今的行星级霍尔推进器,推力还远远不够,需要经过一系列的改造才行。

而改造的方案,小天也早已经准备好了。

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