一“枪”搞定?英公司模仿枪虾攻击时的冲击波,实现了核聚变突破( 二 )

枪虾攻击时发射出的水流能够达到每小时100公里 , 这种能量释放足以在水中形成空腔效应 , 并且会产生噼啪作响的声音 , 枪虾的名称也由此得来 。 空腔效应是力作用在液体中的结果 , 液体一旦受到压力的快速改变时便会产生空腔 , 这时的压力会变得非常低 , 除了液体本身受到能量影响散发的蒸汽 , 这一状态基本可以说是真空 。
随着环境压力变高 , 空腔产生分裂 , 由此形成强烈的冲击波 。 整个过程十分迅速 , 水中气泡里面的蒸汽会在极短的时间内被加热到数万度 , 甚至会出现光亮 。

小小的枪虾大大的能量
由枪虾产生的微弱气泡核形成的空腔效应足以破坏人类制造的玻璃 , 由此可见它的能量十分巨大 。 这也给科学家带来了灵感 , 要是能够整出一个比枪虾螯足更大的“虾钳” , 那岂不是更加厉害了?
实验室很快对枪虾攻击时产生冲击波的原理进行模拟 , 于是人类在实验室里造出了一把核聚变发射枪 , 与其说是枪 , 不如说是发射大炮 , 因为它看起来是这个样子 。 并且发射装置不止一种 , 而是两种 , 以此满足不同的条件变量 。

19倍超音速“大炮”
整点大家伙M3发射装置主要用于融合聚变发射高速子弹 , 发射方式为超强的电磁力 , 我们可以把它简单的理解为电磁轨道发射器 , 它能够发射以每秒20公里冲击速度的子弹 。 整个设备重达40吨 , 光是电缆就有15公里 , 而薄膜绝缘层有21000平方米 , 一天只能开一枪 。

M3发射器
另外一种则是为真空实验室提供的38毫米金属尖头子弹 , 并且完全由气动充能发射 , 冲击压力在80帕 , 最大冲击速度可以达到每秒7公里 。 这把大枪主要是为了弥补M3发射器的不足 , 同时进行更多相关聚合实验项目 。

可能是欧洲最大的气枪 , 它被命名为“BFG”
该项目的负责人表示 , 由高超音速轨道炮射向目标的子弹能够产生超过海平面近10亿倍的瞬时压力水平 , 这种压力足以让嵌入小型氘燃料芯块自行内爆 , 从而克服排斥作用产生核聚变 。
经由两杆大枪发射的子弹能够在撞击前就可以达到每秒6.5公里的速度 , 燃料在爆炸时被加速到每秒70公里以上 。 子弹并没有想象中的那么大 , 它只有一枚硬币般大小 , 并且撞击目标的体积在1立方厘米左右 。

被撞击的反应燃料芯块
为了增强空腔的放大效应 , 这块立方体还设计了多个预留好的空腔 , 多个空腔会在聚变的冲击波中放大能量聚变 。 当然 , 这种被迅速压缩释放的能量也会形成强大的冲击 , 为了解决这一问题 , 实验室的研究人员采用了液态锂金属幕来吸收能量 。

反复放大的空腔变化
当能量释放后 , 液态锂幕池会吸收它 , 然后经由热交换器将热量传递给水 , 由此产生蒸汽 , 并使涡轮机转动 , 最后完成基本的发电 。 研究人员表示这已经算得上经济高效的核聚变物理了 , 整个项目的消耗经费大约在5900万美元左右 。
未来他们希望建造一座发电量约为150兆瓦 , 每30秒发射一次 , 并且成本低于10亿美元的核聚变发电厂 。 根据科学家的预估 , 到了2040年 , 全球的电力消耗需求会上涨1倍 , 而到了2060年可能会增加5倍 , 这样的技术在未来显得至关重要 。

全球的电力消耗与日俱增
如果有可行的技术方案和资金支持 , 第一光聚变希望能在2030年完成基本的核聚变发电厂建设 。 因为目前有一个难题是 , 这个聚变反应会产生氚 , 而整个循环又不得不需要大量的氚 。 而氚元素又具有放射性 , 并且半衰期超过12年 , 很明显这是潜在的安全隐患 。

氚元素平均每克30000美元
尽管当下这项研究还在继续开展 , 可以看到的是人类在“烧开水”这件事上玩的花样可谓是越来越多 。 如此强力的核聚变大枪 , 这还不来上一发给地球整点电?

推荐阅读