“前一段时间,我和邓院士一行人,去到庐州的EAST进行了一些实验。通过实验,我们发现,有一种新的物质,在等离子态下可以产生强大的磁场,可用于实现可控核聚变装置的磁约束。”
一边讲述着自己近一段时间来的成果,徐佑一边将自己做好的PPT,投在了前面的大屏幕上。
“传统的高温超导托卡马克装置,其磁体的几何模型,主要包括中心螺线管线圈及其补偿线圈,以及极向场线圈等等。这是我通过二维轴对称模型,来进行的几何模型构造。而通过这种新的方案,就可以舍弃掉外部的磁场,大大缩小整个装置的体积。”
徐佑的设计方案非常的新颖,整个设计思路,与之前所有的可控核聚变装置都不同。
随着徐佑的进一步讲解,在场的各位核专家,对这個方案的都越发的认可了起来。
徐佑的方案虽然与几种传统的方案不同,却有着充足的理论依据作为支撑。
其方案的优点,也是几个传统方案所完全不具备的。
对于其中一些存在疑问的地方,大家也积极的向徐佑请教了起来。
“徐教授,您是如何构建这样的一个优化模型的呢?”
提出这个问题的,是来自华科院的一位核物理专家。
这位专家对于EAST的项目提供了多项的理论成果,在核物理的应用上,甚至比邓福有着更多的贡献。
“我是通过建立一个新的算法,进行的编程优化。建立一个二维轴对称磁场有限元模型,计算其中的磁场分布,再将磁场数据传输至模型中,对待优化的参数进行非线性约束。”
一边讲解着自己的思路,徐佑一边写下了自己对于目标函数的分析过程。
“这里是在不同的温度下,等离子体所产生的磁场大小与方向。通过控制等离子体的流动方向,我们可以让等离子体产生的磁场,完美的对其进行磁约束。”
徐佑针对这种等离子体的性质,设计了一个最适合的装置图。
这个新的装置,正好完美契合各项条件,能够将核反应的效率最大化。
“通过仿真模拟,新装置的Q值是大于1的,具体的上限还没有准确的测定。但至少,这会是一个实现能源收支平衡的可控核聚变装置。”
可控核聚变中的Q值,即可控核聚变过程中的能量输出输入比。
如果Q值小于1,则说明在整个核聚变反应过程中,输出的能量还没有输入的能量多。
这样的装置,是根本无法进行发电的。
只有Q值大于1,才具备利用可控核聚变发电的可能。
当然,想要实现真正的商业化,Q值要尽量大于10才可以。
这时,乔森想到了另一个问题,举手问道:
“徐教授,新的装置,也舍去了超导防护这个部分吧?”
乔森并没有因为自己与徐佑的特殊关系,而没有去进行提问。
徐佑对乔森的这个问题也很满意,连忙回答道:
“是的,这个新的装置所采用的磁约束方式非常特别,不是利用外界磁铁的磁场,而是利用内部等离子体所产生的磁场,因此,是不需要进行超导防护的。但对于超导防护这块儿,我们仍然要继续研究,因为在未来,我们可能会同时使用两种不同的磁约束方式,让两个磁场进行叠加。”
“如果使用超导防护的话,是使用202K的高温超导材料吗?”
“对,因为这种超导材料的超导临界温度很高,可以利用干冰作为制冷剂,制冷成本比较低。而且,超导体距聚变等离子体很近,在超导体工作时,无法承受中子轰击和活化。选用超导临界温度比较高的材料,也可以更好的对超导体机进行防护。”
“好的,徐教授,我明白了。”
乔森对于徐佑的回答也是非常的满意。
正是因为对徐佑有十足的信心,乔森才敢于在当众提问徐佑这些比较晦涩的问题。
而这个时候,陈平秋也举起了手来。