第139章 太阳
作品:《从生物科学开始攀科技树》 三天三夜。
陈佑华一直都待在办公室没出过门,这也是他的工作模式,一旦专注于一件事,那么就一直做到结束为止。
困极了,就在宽大的办公椅上囫囵一躺。
饿了,直接手机点单让人送些简单的吃食进来。
他希望在春节假期前,尽可能多地解决一些问题,为杨总工那边减轻些负担。
然而,现实的复杂性和非线性世界的随机性,再次给他上了一课。
此刻,陈佑华站在巨大的投影幕布前,眉头紧锁。
屏幕上,是启明根据他优化后的算法,模拟出的高能粒子在托卡马克复杂磁场和湍流背景下的运行轨迹。
经过整整三天的疯狂计算和模型迭代,他成功地将粒子约束效率提升了大约10%。
这个数字,在核聚变这种级别的工程中,已经是相当显著的进步。
但,也仅此而已了。
无论他如何调整模型的参数,如何引入更精细的物理描述,甚至尝试了一些非常规的数学技巧,那10%的瓶颈如同无形的壁垒,牢牢地横亘在面前,无法再突破分毫。
“父亲大人,我们好像…陷入死局了。”
启明浮现在屏幕一角,瘪着小嘴,声音带着沮丧,它的算力已经全开,穷尽了陈佑华提供的所有思路和可能性。
陈佑华沉默地看着那些模拟轨迹。
他知道问题出在哪里。
这并非他和启明的能力不足,而是现实世界测量精度的物理极限。
他的思绪非常清晰,这不过就是。
理论的理想 vs 工程的现实。
理论上,如果他能精确知道每一颗粒子在磁场中的初始位置、速度、以及所有背景场的瞬时状态,他就能精确预测它未来的轨迹。
但现实中呢?工程传感器测量任何一个物理量都肯定存在不可避免的误差。
这个误差,无论多小,在数学上,它可能是一个无限不循环小数被强行截断或四舍五入后的近似值。
但是。
就像那个著名的三体问题。
你可以测量三个天体在某一时刻的位置和速度。
但测量值永远不是宇宙中那个真实的、无限精确的值,因为它可能是一个有着无限位小数的无理数。
你只能得到一个近似值,在短时间内,这个近似值还能让你预测天体的大致运动。
但随着时间的推移,初始测量那极其微小的误差,比如小数点后第100亿位的一个差异,会被引力相互作用无限放大,最终导致预测结果与真实轨迹天差地别。
这就是混沌的本质,对初始条件的极端敏感性。
在托卡马克的等离子体中,情况比三颗恒星复杂亿万倍。
数以亿计的高温粒子在强磁场和湍流中高速运动、相互碰撞。
对任何一个粒子初始状态的测量误差,在经历极其复杂的相互作用和漫长的约束时间后,会被指数级放大。
最终,理论模型预测的粒子轨迹和它实际飞到哪里去了,可能完全不是一回事。
这就是为什么粒子会意外撞上第一壁,造成损伤。
模型无法精确预测它们何时、何地会脱轨。
当然也有办法能够解决,那就是实时测量每一颗粒子的位置和速度,并且修正,重组,建模。
但那有会涉及到量子领域的问题,无限套娃。
“这不是你的问题,启明。”
陈佑华的声音带着一丝疲惫,但很平静。
“你已经做到了极致,我们构建的这个模型,在现有工程测量精度所能提供的边界条件下,已经是最优解了。”
他指着模型输出的几个核心指标:
“看这里,能量约束时间、等离子体温度和密度。
如果不考虑第一壁材料被不可预测的高能粒子撞击造成的损伤,我们的模型预测,EAST装置在优化后的参数下运行,点火状态至少能稳定维持一天以上。
更重要的是,聚变能量增益因子Q值已经非常接近25,即聚变产生的能量是输入加热能量的25倍。
这已经是里程碑式的巨大进步了。”
“可是父亲大人!”
启明大眼睛暗淡无光,依然沮丧的说道。
“那个如果太关键了!粒子轨迹预测的不精准,导致大量高能粒子像失控的炮弹一样撞击第一壁。
按照模型估算,在这种撞击强度下,第一壁的关键材料恐怕运行一两天后就会严重损毁,必须全部更换!
这代价太大了,根本不可能持续!”
陈佑华长长地叹了口气,走到窗边,望着外面冬日里灰蒙蒙的天空。
“是啊,启明。这几乎是现阶段无法绕开的死结。”
他的语气带着一种深刻的无奈,又仿佛洞悉了某种宇宙规律。
“你看我们头顶的太阳。”
陈佑华缓缓说道。
“它就是一颗巨大的、天然的核聚变反应堆。
它靠的是什么来约束那狂暴的能量和粒子?
是自身无比巨大的引力!
它不需要墙壁,那些失控的太阳风就直接被抛洒向广袤的宇宙空间。
太阳本身,就是它最好的容器,即使有粒子损失,也无关大局。”
他转过身,目光重新投向屏幕上的模型,眼神变得深邃而坚定。
“所以,启明,这给了我一个启示,如果有一天,人类真的在地球上实现了真正实用化的可控核聚变。
那么它所依赖的第一壁,绝不会是我们现在苦苦寻找的那种能硬抗所有撞击的超级材料。”
他顿了顿,一字一句地说:
“那必然是一种具有自修复能力的、革命性的材料!
一种能够像生命体一样,在微观层面不断修复粒子撞击带来的微小损伤,同时又能将恐怖的热量以极高的效率传导出去的材料。
就像…”
陈佑华似乎在寻找一个合适的词。
“就像一口永远烧不坏、还能自己修补裂纹的超级铁锅!”
启明抢着说道,眼睛里闪烁着崇拜的光芒。
“父亲大人说得太对了!我们现在的思路是造一个无比坚硬的材料,但也许未来的方向,是造一个能自己愈合、自己散热的壁材!
这材料肯定存在!只是我们现在还没找到或者造出来!然后配合工程上不断改进的热量转移技术,把这个材料的各方面性能都推到极限!”
陈佑华被启明这个铁锅的比喻逗得嘴角微微上扬,沉重的心情也稍微缓解了一些。
“是的,启明。材料科学的革命性突破,可能是解锁最终之门的另一把钥匙。”
他走回办公桌,开始整理这三天的心血成果。
“现在,让我们把这份接近Q值25、能稳定运行一天的优化方案和模型,打包发给杨总工吧。
至少,这能让他们在现有工程条件下,把装置的性能再往前推一大步。
至于那个第一壁…那就是另一个领域的故事了。”
他将数据模型压缩打包,标注上详细的说明。
窗外的天色再次暗了下来,春节的脚步,似乎更近了一些。

