第197章 核聚变火箭的四要素
巨大而美丽的日珥正飘浮在脚下,那是从宏伟的太阳表面盘旋出的、滚烫的氢气束流。
这些氢气流就像一条条美丽的纱幔,在灼热的火海中如烟囱般叠起,不时切换着各种姿态和形状。
日珥的两端都连接着太阳的表面,像是一座壮观的拱门,而奥本海默、泰勒、戴森、克尔德什等人就在这条长达四十万公里的拱门中,庄严的宣讲着核聚变的理论!
秦宇眼前的太阳是紫红色的,大气日冕内的每时每刻,都有九亿亿颗氢弹正在爆炸,而每颗氢弹的当量都超过十兆吨……
这些现成的核聚变反应,便是本堂课程的教学用具。
从紫色日冕中抛射出的太阳粒子、射电波和氢气束流,就像狂风巨浪一样呼啸在身边,这些粒子将他吹离无边无际的火的海洋,来到了泰勒的黑板面前。
这里是太阳的陆地,周围只有熊熊燃烧的大草原,每一根草足有上千公里高,泰勒的声音便从浩渺火海之中响了起来:
“从比结合能曲线可以看到,氧、硅、铝、钙等元素的核聚变,其实都不如氢聚变高效。”
“而铁元素的原子核最稳定,已经无法继续榨取核能了,如果想让铁元素继续聚变,反而是吸收能量……”
奥本海默拄着樱桃木手杖,行走在烈火焚烧的草原中,话语声通过那只石楠烟斗娓娓道来,
“目前首要驯服的,就是氘氚的核聚变,这是最容易实现的一种聚变形式。”
“一方面可以利用磁场约束粒子的方向,实现可控聚变;另一方面,利用强激光对核材料进行打靶的惯性约束,控制聚变的方向!”
戴森走过来,侃侃而谈道:
“对于一个文明来说,1级文明要能够充分利用其所在行星上的能量,2级文明能够充分利用恒星的能量,3级文明能够充分利用整个星系的能量。”
“若能早日实现核聚变,地球将达到前所未有的1级文明!而你,年轻人,想不想成为新世纪的普罗米修斯,从宇宙手中夺取令人惊叹的太阳之火?”
秦宇点头,心中兀自嘀咕着,入乡随俗应该叫火神祝融吧……
克尔德什教授说:“宇宙中所有恒星都是依靠核聚变驱动的,因此核火箭才是人类实现星际航行的标配,但我们过去的所有研究,都是在利用核裂变推动火箭飞行,这是行不通的。”
泰勒颔首道:“相比化学火箭,核火箭才是宇宙的真理,同样燃烧一吨推进剂,核火箭产生的能量将是化学火箭的数百万倍!”
奥本海默说:“人类发射100万枚化学火箭才能前往的星球,只需一枚核火箭便能轻松抵达……”
每个人都雄心勃勃的描述着核聚变与核火箭的未来,但秦宇不禁好奇问道:“那该如何制造出完美的核火箭?”
奥本海默回答:“你需要先完成四项具体目标,到那时便能实现核聚变,地球距离一级文明便剩咫尺之遥了。”
秦宇虚心请教,“哪四项目标?”
泰勒跳出来抢答:“第一,建立铀燃料的制造基地!”
奥本海默:“第二,突破核聚变、核热推进关键技术。”
克尔德什:“第三,开发最先进的放射性同位素电源系统。”
戴森:“第四,到月球表面利用取之不尽的氦-3,建立反应堆电源示范运行!”
秦宇一一牢记在心,这四项目标就像打游戏的通关秘籍一样,需要收集到某些宝物或者钥匙,才能通过关卡。
这样听起来便有点意思了,谁会不喜欢打游戏呢?
奥本海默说:
“最困难的一步,便是第四项,若想实现核聚变,一要有足够的反应堆燃料、二要有足够安全的场地。而月球的氦-3,便是最合适的核聚变燃料!”
“太阳释放的半数能量,其实就相当于氦-3之间的核聚变。”
“两个氦-3反应后可以生成一个氦-4+两个质子,由于质子带电荷,很容易受到磁场约束,也就实现了可控。”
克尔德什继续道:
“并且氦-3核聚变,要比氘氚核聚变更加干净,不会产生贯穿力极强的中子,反应堆更安全。”
“困难就是,氦-3核聚变要比氘氚核聚变难度大的多,因为氦-3原子核携带了两个单位电荷,而氘氚只有一个,因此前者静电排斥力大的多,需要更高的点火温度!”
戴森说:“但这些都不是最大的问题,只要人类登陆月球,有了充足的氦-3做试验,一切难题都能迎刃而解!”
奥格海默:“因此解决核聚变最大的难题,还是登月。”
秦宇点点头,这一点他还是明白的,这种珍稀的能源,放眼整个地球也仅有100公斤左右,且大部分都是核弹头的氚衰变产生,无法量产。
拿这么点能源制造核火箭,无异于坐吃山空。
而月球长期遭受太阳风吹拂,没有大气和磁场的阻挡和偏转,因此月壤中积累的氦-
3保守估计有100万吨以上,按每克100万美金的价格估算……价值连城!
所以先登月球者先为王,此言不虚。
泰勒赞同道:
“当人类能随意调用月球资源时,便是半步一级文明境界了!”
秦宇坐在炙热的太阳日冕上,默默思考起来,虽然这样说确实没错……但理论转化实践还需要很长一段路。
前世他做过一部分功课,最终离真正的核火箭已经窥得天宫一角,可那一角却始终掀不开。
即使早在50年前nasa和苏俄方面,就争先恐后的研究过核火箭,但仅限于核裂变的范畴,并且没能完成实验。
核裂变的火箭,充其量算是‘核热火箭’,与化学火箭的工作原理是类似的,就是通过释放热量从尾部喷管产生推力。
而核聚变的‘热核火箭’,才是真正意义上的核火箭。
核热、热核,虽然两字相同,但顺序决定了它们的价值。
若想将前世的那一角,继续揭幕下去,接下来面临的难题便是登月,登月之后也不意味着大功告成了,还要从月壤中提取氦-3……
150吨月壤,才能勉强取出一克氦-3。
若将100万吨氦-3提取完毕,至少要将月球翻个底朝天!
而实现核聚变后,核火箭也仅是有了取之不尽用之不竭的燃料,续航能力是有了,但速度呢?
即使建造一个史无前例的、规模空前的太空母舰,并安装兆亿级的核聚变装置,或许能加速到光速的千分之五。
那也要耗费足足200年才能抵达太阳系的边缘!
若想让人类活到200年后,要么直接在母舰上繁衍生息、要么就用到阿里·拉希德教授的太空冬眠技术了。
或者,有没有某种加速方式,能通过核聚变提供的能量,实现更大的加速度呢?
秦宇冥思苦想起来,手指轻轻敲打着桌面,试图寻找出一种既有续航还有速度的飞行模式。
突然间,他灵光一闪,联想到了什么,迫不及待的询问:
“如果采用光帆推进或者反物质推进呢,这两种加速方式从理论上说,可以大幅接近光速的相当比例……”
无人回答。
秦宇抬起头,愣了一会儿。
没有日冕、没有日珥、也没有太阳黑子,那些熊熊燃烧的、上千公里高的草原,也都消失了。
奥本海默、克尔德什、戴森、泰勒等人全部消失了。
他又回到了这间办公室。
面前只有四只凉透了的茶杯,茶壶中的氤氲热气早已没了温度。
时间从下午来到了深夜,窗外繁星点点,秦宇揉着腰扶着栏杆使劲眺望,视线仿佛要穿透这层黑暗直抵太阳系的中心!
那里有一颗恒星正在运转,它每天都在抛射多达10?23尔格的能量。
在秦宇眼中,它不是一颗恒星,而是太阳系最大的核聚变发动机!
他的眼中,有无数氦-3聚变的火焰瞋斗。