Пристрій ядерного синтезу

Розділ 260 - Лазерні компоненти

Розділ 260. Лазерні компоненти — Процес цього вибуху займає дуже короткий час, всього кілька пікосекунд. Поки три-чотири таких вибухи відбуваються щосекунди й тривають безперервно, вивільнена енергія буде еквівалентна потужності електростанції на мільйон кіловатів! Почувши пояснення Маленької X, Чень Чень негайно кивнув. — Я трохи знаю про пристрій токамак, але я пам’ятаю, що токамак має величезний недолік. Інший — термоядерний реактор з інерційним утриманням. Чи є у Федерації Землі подібні пристрої? — Так, пристрій токамак, який являє собою магнітний утримувач, має великий недолік, тому що серцевина пристрою токамака є місцем, де з’являється магнітне поле. Щоб створити магнітне поле, потрібно використовувати котушку. З котушкою буде електричний провід, а з електричним проводом — опір. Маленька X відповіла: «Чим практичнішим є пристрій токамак, тим сильнішим має бути магнітне поле і тим більший струм має проходити через провід. Таким чином, опір дроту вступає в дію. Опір зменшить ефективність котушки та обмежує інтенсивність струму, щоб пристрій токамак не міг створити адекватне магнітне поле». — Як така, надпровідна технологія дуже важлива. Сучасна Федерація Землі перетворила низькотемпературні надпровідники на котушки, щоб розв'язувати проблему як з об’ємом, так і з втратою струму. Тому комбінацію цього надпровідника та пристрою токамак називають пристроєм супертокамак. — Сьогодні в Федерації Землі є лише три континенти, на яких є супертокамак, а саме Північноамериканський континент, Китайський і Европейський континент. З них п’ять у Північній Америці, два в Китаї та один в Европі. — Що стосується термоядерних реакторів з інерційним утриманням, то це обладнання є в багатьох країнах і на континентах по всьому світу, але справді відомим є National Ignition Facility Project у Північній Америці або скорочено NIF. — Цей пристрій фокусує 2 мільйони джоулів енергії через 192 лазерних промені на дейтерієво-тритієву гранулу діаметром 3 міліметри. Кожен лазерний промінь розряджається протягом приблизно трьох мільярдів секунди, створюючи високу температуру 100 мільйонів градусів. Тиск перевищує 100 мільярдів атмосфер, що запускає ядерний синтез. — Зрозумів. Чень Чень клацнув пальцями. — Іншими словами, ядерний синтез з магнітним утриманням використовує сильне магнітне поле для утримання дейтерію та тритію в магнітному контейнері, нагріваючи його до сотень мільйонів градусів Цельсія для досягнення реакцій синтезу. З іншого боку, інерційне утримання використовує лазери надвисокої інтенсивності, які опромінюють дейтерій і тритій дуже короткими спалахами, щоб викликати реакцію синтезу. Зрозумівши це, Чень Чень подивився на технологію термоядерного реактора з Елізіуму і раптом побачив світло в кінці тунелю. Простіше кажучи, фокус кожної з двох технологій, магнітного утримання та інерційного утримання, був різним. Супертокамак із магнітним утриманням мав хороший ефект реакції ядерного синтезу і не вимагав повторного запалювання, але мав недолік у тому, що він був великим і досить негнучким. Крім того, вартість електроенергії, необхідної для підтримки сильного магнітного поля, не була низькою. Тому пристрій супертокамак використовувався як реактор атомної електростанції у світі Елізіуму. Перевага інерційного утримання полягала в тому, що обладнання можна було зробити дуже маленьким і можна було б краще контролювати запалювання. Попри це, недоліком було те, що він мав споживати багато енергії для створення лазерів для безперервного запалювання. Тому інерційний утримувач використовувався як двигун космічного корабля у світі Елізіуму. Чень Чень розглянув ці дві технології та порівняв їх із пристроями ядерного синтезу в країнах Земної Федерації. Він виявив, що найбільший фактор. Окрім концептуальної інновації, яка дозволила виробляти ці два типи пристроїв ядерного синтезу у світі Елізіуму, був надпровідник нормальної температури. Нормально-температурний надпровідник позбавив потреби в системі охолодження рідким гелієм у пристрої супертокамак, таким чином значно зменшивши його складність і вартість. У поєднанні зі стабільністю металу з великим зміщенням зрілий пристрій для ядерного синтезу був, природно, само собою зрозумілим. Те ж саме стосувалося й інерційного утримувача. Надпровідник із нормальною температурою може збільшити енергію, що вивільняється пристроєм лазерного запалювання, у кілька разів, тим самим збільшуючи енергію лазерів, навіть створюючи лазерний ефект, званий «надсильним полем». Це миттєво виробляло б потужність 2001015 Вт, що було б у 100 000 разів більше, ніж загальне світове виробництво електроенергії, але займало менше однієї трильйонної частки секунди. З цією енергією паливо, утворене дейтерієм і тритієм, могло відразу досягти критичної точки ядерного синтезу. Не потрібно було б чогось такого складного і величезного, як пристрій NIF, ефективність якого все одно була недостатньо високою. Попри це, єдине застереження полягало в тому, що якщо хтось хоче створити зрілий супертокамак, все одно потрібно використовувати такі матеріали, як метал з великим зміщенням. Чень Чень на той час не був здатний виробляти цей метал. Для цього йому знадобиться допомога прискорювача частинок. Чень Чень міг лише перегорнути сторінку «метал з великим зміщенням» і детально ознайомитися з його вмістом. Так званий метал з великим зміщенням був різновидом алюмінію. Однак це був не звичайний алюміній, а ізотоп алюмінію. Взагалі кажучи, такі метали, як алюміній, не виробляли ізотопів, але за допомогою прискорювачів частинок стало можливим штучне втручання та виробництво. Наприклад, метал з високим зміщенням, виготовлений з металевого алюмінію, по суті був алюмінієвим елементом з великою кількістю надлишкових нейтронів. Спочатку можна було б покластися на надпровідність при кімнатній температурі, щоб сформувати сильне магнітне поле, а потім використати прискорювач частинок, щоб запустити атоми заліза через сильну магнітну область. Оскільки магнітне поле в цій області досягло рівня енергії, який міг розбити атом, атоми заліза розпадалися б під час проходження через магнітне поле. Електрони летіли б в одну сторону від магнітного поля, а протони — в іншу, залишаючи неушкодженим лише нейтрон, який продовжував летіти вперед, зберігаючи траєкторію польоту. Після цього, поки ці нейтрони збираються резонансною машиною, а електрони прикріплюються до поверхні нейтронів за допомогою сильного електричного об’єднувача, можуть вироблятися віртуальні частинки. Через те, що віртуальні частинки були негативно зарядженими, потрібно було лише знову використовувати прискорювач частинок, щоб прискорити віртуальні частинки та прискорити їх до субсвітового стану, щоб їх можна було використовувати для бомбардування атомів алюмінію. Оскільки вони досягли досвітової швидкості з величезною кінетичною енергією, ці віртуальні частинки могли подолати силу відштовхування та з силою проникнути в атом алюмінію. Таким чином, атом алюмінію буде наповнений великою кількістю нейтронів, що призведе до зміщення структури елемента. Ось чому його назвали металом великого зміщення. Через високий дисбаланс вмісту нейтронів цей матеріал був надзвичайно нечутливим до провідності енергії та повністю зводив нанівець теплову енергетичну зброю та теплохвильову зброю. У поєднанні з надзвичайною металевою міцністю та довговічністю він був набагато кращим за будь-який сплав. У технічному паспорті його навіть назвали найміцнішою речовиною в Сонячній системі. Оскільки було неможливо виготовити супертокамак, Чень Чень міг лише відступити на цей час і побудувати інший тип реактора з інерційним утримувачем. Щоб побудувати такий реактор, Чень Чень мав би придбати багато високоточних компонентів лазерного обладнання, а потім модифікувати їх, щоб створити пристрій, який міг би випромінювати лазери надсильного поля. Поміркувавши над цим, Чень Чень інстинктивно погладив своє підборіддя. Здавалося, настав час, щоб ці фінансові групи почали працювати. Чи не об'єднав він цю купу людей саме через вплив, який вони мали?

Читати