第三百零三章 混合磁—惯性
黄明哲在莲花山核子研发基地呆了一个多星期,只将多重可控核聚变推进到硫原子阶段。
硫原子之后面临着众多技术难题,工程上面会极大增加反应炉的体积,显然这是材料不过关导致的问题。
“材料材料!终究是一个跨不过去的坎。”黄明哲摇了摇头说道。
董宽拍了拍他肩膀:“我们已经完成了理论设计,接下来肯定可以搞出来的,这只是时间问题。”
然而黄明哲却没有那么盲目乐观,从理论设计的需要来看,反应炉需要材料性能至少需要提升10倍左右,才勉勉强强到达最低标准。
如果要满足小型化,材料性能需要提升30~50倍。
作为材料学的顶级科学家,又是计算材料学的集大成者,黄明哲知道目前新人类的材料学已经进入瓶颈期。
原子—分子级材料的瓶颈已经如期而至,这是他预料之中的事情。
这是根本上的先天性限制,原子—分子级材料就算是玩出花来,也是原子—分子材料,比起简并态中子材料、夸克材料的起步弱了非常多。
“老董,多重可控核聚变交给你带着,我要处理一下核聚变发动机研究所的事情。”
“没问题。”
至于魏风早就脚底抹油了,他对于核聚变兴趣不大,之前还是黄明哲拉着他过来的,搞到碳原子阶段,他就知道事不可为。
现在他也在负责两个大型物理项目,自然没有时间浪费在这里。
黄明哲来到自己的办公室,将替身机器人放回保存舱里面,然后离开核子研发基地。
不知名基地里面,退出虚拟网络的黄明哲,活动活动了身体。
来到基地外面,这里是一个建设在武夷山深处的秘密基地,现在武夷山周围已经是自然风景区,人类的活动少之又少。
东亚大区作为新人类的核心区,这里未来依旧会保留4~5亿人口。
尽管是人类文明区,但是一些生态脆弱的区域,该退出还是要退出。
比如青藏高原、云贵高原、各地山区,除了历史名城会保留下来,其他区域的人口都全面迁移出来。
这个基地一旁,就是一座废弃的小镇。
小镇全体居民一起搬迁到北美费城区那边,说故土难离那是在开玩笑,以前是环境限制,国内到处人满为患,根本没有地方可以迁移。
现在新人类占据整个蓝星,大把平原土地安置,加上新人类观念和旧人类有很多区别,他们并不排斥迁移。
黄明哲漫步在小镇之中,张士和如影随形的保护着他。
小镇的房屋还保留着,就是塑料制品和家用电器之类,被全回收走了。
斑驳的墙壁上,石灰坑坑洼洼露出底下的红砖,青苔杂草喇叭花在侵占人类的遗迹。
喵……
他抬头一看,一头带着幼崽的大花猫,正在二楼阳台盯着陌生人。
人类集体迁出这里才不到一个多月,野生动物和植物就开始复苏。
“生命何其伟大,蓝星从来没有在意过人类,也不需要人类拯救,我们只是在拯救自己。”黄明哲感叹道。
走了一圈,这个小镇的人类痕迹正在消失,动植物们正在消灭人类存在的钢筋混凝土、家具用品。
或许若干年以后,这里就再也没有什么小镇了。
“走吧!”
回到基地里面。
黄明哲再次进入虚拟网络,登陆了位于秦皇岛核聚变发动机研究所的替身机器人。
负责这个研究所管理工作的秦长歌,是之前思维社激光实验室的负责人。
他给黄明哲介绍了下一代核聚变发动机的思路。
黄明哲一边听一边快速翻看了一遍研究所的资料。
一般而言,宇宙飞船发动机工作需要两种东西——能量和工质。
而化学能火箭中,推进剂既当爹又当妈,既提供了推进的能量,又充当了推进的工质。
这样看似简化了结构,但是根据动量守恒定律可知,火箭的比冲和抛射工质的速度成正比,而化学能火箭喷射工质的速度存在着上限。
而核聚变发动机就是用聚变产生的能量加热工质(聚变产物本身也可以当工质)产生推进力的发动机。
在聚变引擎中,有三种类型的能量来自聚变反应:等离子体热能、中子能量、轫致辐射能量人。
等离子体热能,就是当聚变燃料进行聚变时,燃料原子被电离成有用的热等离子体离子,这里包含了大部分的融合能量,也是容易使用的能量。
许多聚变反应或副反应会产生致命的中子辐射,高能中子对于新人类也是是致命的。
另外长时间的中子照射可以导致发动机部件中子脆化和中子活化。
中子能量在核聚变直喷发动机之中,属于半浪费状态。
而轫致辐射能量,主要是发生在从核聚变反应的热等离子体中的离子与电子碰撞时。
有用的等离子体热能,被转换成无用的、危险的X射线加冷离子,这也被认为是浪费能源。
黄明哲知道核聚变发动机的工程上限是光速30%左右,但是现在人类连10%都难以达到。
主要是核聚变直喷发动机被浪费的能量太多,导致燃料载荷比超大,用五万吨核燃料才可以将五百吨设备加速到12%光速,燃料载荷比达到100。
即1吨设备需要100吨燃料来加速,能量和工质浪费太多了。
黄明哲已经了解了秦长歌他们的思路:“你们的方案是混合模式,这个思路不错。”
“这也是公元时代就有的思路,我们刚好技术条件达到,便拿来使用了。”秦长歌笑着解释道。
“我们去看你们的原型机。”
“没问题。”
……
在实验室里面,一台12吨重的核聚变发动机,正在进行点火测试。
这台发动机和之前的核聚变直喷发动机有些不同。
所谓的混合模式,是因为核聚变发动机有三个模式:纯聚变、聚变加力燃烧发动机、双模式聚变发动机。
而混合模式就是双模式聚变发动机。
这种核聚变发动机除了使用等离子体热能,也使用了中子和轫致辐射能加热冷反应质量。
此外,双模式可以切换到纯融合模式,因此这种模式具有最高的最低推力/推进剂质量流量,和最高的排气速度/比冲。
“理事长你看,这就是混合模式下的磁—惯性发动机。”秦长歌麻利的介绍着。
“目前燃料利用率提升了多少?”
“26%左右,如果在外太空采集工质,燃料利用率可以提升到85%左右。”
黄明哲点了点头,这个提升是非常巨大的,就算是保守一些,也可以让飞船的燃料载荷比降低三分之一左右。
对于宇宙飞船而言,一点点燃料载荷比下降,都可以让飞船增加有效载荷。
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硫原子之后面临着众多技术难题,工程上面会极大增加反应炉的体积,显然这是材料不过关导致的问题。
“材料材料!终究是一个跨不过去的坎。”黄明哲摇了摇头说道。
董宽拍了拍他肩膀:“我们已经完成了理论设计,接下来肯定可以搞出来的,这只是时间问题。”
然而黄明哲却没有那么盲目乐观,从理论设计的需要来看,反应炉需要材料性能至少需要提升10倍左右,才勉勉强强到达最低标准。
如果要满足小型化,材料性能需要提升30~50倍。
作为材料学的顶级科学家,又是计算材料学的集大成者,黄明哲知道目前新人类的材料学已经进入瓶颈期。
原子—分子级材料的瓶颈已经如期而至,这是他预料之中的事情。
这是根本上的先天性限制,原子—分子级材料就算是玩出花来,也是原子—分子材料,比起简并态中子材料、夸克材料的起步弱了非常多。
“老董,多重可控核聚变交给你带着,我要处理一下核聚变发动机研究所的事情。”
“没问题。”
至于魏风早就脚底抹油了,他对于核聚变兴趣不大,之前还是黄明哲拉着他过来的,搞到碳原子阶段,他就知道事不可为。
现在他也在负责两个大型物理项目,自然没有时间浪费在这里。
黄明哲来到自己的办公室,将替身机器人放回保存舱里面,然后离开核子研发基地。
不知名基地里面,退出虚拟网络的黄明哲,活动活动了身体。
来到基地外面,这里是一个建设在武夷山深处的秘密基地,现在武夷山周围已经是自然风景区,人类的活动少之又少。
东亚大区作为新人类的核心区,这里未来依旧会保留4~5亿人口。
尽管是人类文明区,但是一些生态脆弱的区域,该退出还是要退出。
比如青藏高原、云贵高原、各地山区,除了历史名城会保留下来,其他区域的人口都全面迁移出来。
这个基地一旁,就是一座废弃的小镇。
小镇全体居民一起搬迁到北美费城区那边,说故土难离那是在开玩笑,以前是环境限制,国内到处人满为患,根本没有地方可以迁移。
现在新人类占据整个蓝星,大把平原土地安置,加上新人类观念和旧人类有很多区别,他们并不排斥迁移。
黄明哲漫步在小镇之中,张士和如影随形的保护着他。
小镇的房屋还保留着,就是塑料制品和家用电器之类,被全回收走了。
斑驳的墙壁上,石灰坑坑洼洼露出底下的红砖,青苔杂草喇叭花在侵占人类的遗迹。
喵……
他抬头一看,一头带着幼崽的大花猫,正在二楼阳台盯着陌生人。
人类集体迁出这里才不到一个多月,野生动物和植物就开始复苏。
“生命何其伟大,蓝星从来没有在意过人类,也不需要人类拯救,我们只是在拯救自己。”黄明哲感叹道。
走了一圈,这个小镇的人类痕迹正在消失,动植物们正在消灭人类存在的钢筋混凝土、家具用品。
或许若干年以后,这里就再也没有什么小镇了。
“走吧!”
回到基地里面。
黄明哲再次进入虚拟网络,登陆了位于秦皇岛核聚变发动机研究所的替身机器人。
负责这个研究所管理工作的秦长歌,是之前思维社激光实验室的负责人。
他给黄明哲介绍了下一代核聚变发动机的思路。
黄明哲一边听一边快速翻看了一遍研究所的资料。
一般而言,宇宙飞船发动机工作需要两种东西——能量和工质。
而化学能火箭中,推进剂既当爹又当妈,既提供了推进的能量,又充当了推进的工质。
这样看似简化了结构,但是根据动量守恒定律可知,火箭的比冲和抛射工质的速度成正比,而化学能火箭喷射工质的速度存在着上限。
而核聚变发动机就是用聚变产生的能量加热工质(聚变产物本身也可以当工质)产生推进力的发动机。
在聚变引擎中,有三种类型的能量来自聚变反应:等离子体热能、中子能量、轫致辐射能量人。
等离子体热能,就是当聚变燃料进行聚变时,燃料原子被电离成有用的热等离子体离子,这里包含了大部分的融合能量,也是容易使用的能量。
许多聚变反应或副反应会产生致命的中子辐射,高能中子对于新人类也是是致命的。
另外长时间的中子照射可以导致发动机部件中子脆化和中子活化。
中子能量在核聚变直喷发动机之中,属于半浪费状态。
而轫致辐射能量,主要是发生在从核聚变反应的热等离子体中的离子与电子碰撞时。
有用的等离子体热能,被转换成无用的、危险的X射线加冷离子,这也被认为是浪费能源。
黄明哲知道核聚变发动机的工程上限是光速30%左右,但是现在人类连10%都难以达到。
主要是核聚变直喷发动机被浪费的能量太多,导致燃料载荷比超大,用五万吨核燃料才可以将五百吨设备加速到12%光速,燃料载荷比达到100。
即1吨设备需要100吨燃料来加速,能量和工质浪费太多了。
黄明哲已经了解了秦长歌他们的思路:“你们的方案是混合模式,这个思路不错。”
“这也是公元时代就有的思路,我们刚好技术条件达到,便拿来使用了。”秦长歌笑着解释道。
“我们去看你们的原型机。”
“没问题。”
……
在实验室里面,一台12吨重的核聚变发动机,正在进行点火测试。
这台发动机和之前的核聚变直喷发动机有些不同。
所谓的混合模式,是因为核聚变发动机有三个模式:纯聚变、聚变加力燃烧发动机、双模式聚变发动机。
而混合模式就是双模式聚变发动机。
这种核聚变发动机除了使用等离子体热能,也使用了中子和轫致辐射能加热冷反应质量。
此外,双模式可以切换到纯融合模式,因此这种模式具有最高的最低推力/推进剂质量流量,和最高的排气速度/比冲。
“理事长你看,这就是混合模式下的磁—惯性发动机。”秦长歌麻利的介绍着。
“目前燃料利用率提升了多少?”
“26%左右,如果在外太空采集工质,燃料利用率可以提升到85%左右。”
黄明哲点了点头,这个提升是非常巨大的,就算是保守一些,也可以让飞船的燃料载荷比降低三分之一左右。
对于宇宙飞船而言,一点点燃料载荷比下降,都可以让飞船增加有效载荷。
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