第四十六章 奇葩的冷核聚变
说起来有点令人惊讶，核聚变技术其实不是什么新鲜玩意儿。聚变理论的第一次提出是在1920年，眼看再过两年就是一个世纪前的东西了。但目前人类实现的核聚变，多少都面临一个问题：
要么不可控，要么没卵用。
不可控核聚变其实人类早就制造出来，它的名字叫做氢弹，诞生于上世纪50年代美苏冷战时期。虽然威力巨大，但只是作为武器，而氢弹的引爆则需要原子弹做引线，靠它发电肯定是别想了。
想要让核聚变发电，首先得找个东西把聚变材料装起来。但可控核聚变本质上就是人造太阳，常规材料肯定装不住。上世纪50年代，几位苏联科学家提出用巨大的磁力来约束带聚变燃料。这个理论成了可控核聚变的设计基础，一直被沿用到今天。
事实证明他们是对的，这种被称为“托卡马克”的装置确实能成功运行。只是运行时间只能以秒计算，时间一长就得赶紧停机，免得烧坏。
而且现在的核聚变全是亏本生意：这些磁约束装置靠电力驱动，可运行一次产生的能量，还不如点火用掉的多。开机一次赔一次，这就有点受不了了。
种种因素，让这些核聚变装置全成了美元焚烧炉。陈义哲记得尤为夸张的便是两年后建立的国际热核聚变实验反应堆（ITER）。它动用了包括中国在内的 7 国之力，原定预算 100 亿欧元，花费 10 年建成。但直到2013年开工后短短两年半，光建筑成本就花掉了150 亿美金，直到陈义哲穿越回来还没搞完。
这段时间，陈义哲理论上虽然让天启对冷热核聚变进行理论上的推测和计算，特别是在热核聚变上对等离子物理和聚变能量的计算。不过，在准备实际实践当中，陈义哲并没有选择热核聚变这一方向，主要的便是热核聚变的要求比较高。
在磁场约束核聚变当中，等离子体必须满足三个条件，温度必须高于5000千万摄氏度，必须在高压下保持稳定，必须被约束在一个特定的空间上。这三个条件再落实到具体参数细节上，就是等离子体的粒子密度，约束实践和温度这三个参数的乘积必须不低于某个阈值。
这三个条件对陈义哲而言还并不是最大的难题，因为三个条件最后都指向了容器以及半导体材料，想要使用高强磁场来实现聚变能源的，那超导材料以及装置的新设计方法便是最为关键的步骤。
对陈义哲而言，现阶段最大的难题便是在点燃核聚变反应需要的超高能量，而这恰恰是陈义哲最匮乏的东西。
所以，最终陈义哲还是选择了冷核聚变，虽然这个理论很有可能是科学家美好的幻想，不过若是没有真正实践，怎么知道它是真是假？
冷核聚变的也有好几种途径，陈义哲最终决定采用镍氢冷聚变反应。
对于镍氢冷聚变反应可能存在的反应机理，如果真有可能，陈义哲认为应该是这样的：氢离子和镍的晶格发生共振，这种共振使得氢原子有机会近距离的接近镍的原子核。
陈义哲为此制造了一个反应容器，反应容器是由金属复合材料制成，耐高温和高压，反应容器被置于一个铜管内部，水流经铜管和反应器的夹层。设置了水和氢气的进口。通过铜管外缠绕的电阻流经的电流给反应器充电，当达到一定温度的时候，反应器开始工作。
不过当陈义哲在做实验的时候，却是发现幻想是美好的，现实是残酷的，这其中镍和氢确实是产生了化学反应，可是仅仅只是化学反应，而不是核反应，其产生的热量其实很小。镍置于氢气中，只是使得氢原子额外获得一个电子，也就是生成氢的负离子而已，然后就没有然后了。
陈义哲试着用热激发，机械激发，电或者磁脉冲，看能不能引发整个反应系统，然后根本就没鸟用。接着又调整了装置，温度，配方什么的，仍然变化不大。
花了一个星期，仍旧不见任何希望，陈义哲都快要放弃了。
这时，陈义哲决定自己来做这个引发，陈义哲很少用纳米虫进行原子结构的微观改变，因为在这个层次进行修改需要的能量确实很大。
幸好，陈义哲目前要做的仅仅只是将镍原子的电子被氢的负离子所代替，这其中消耗的能量虽然大，但是目前的他还接受得了。
在肉眼观察不到的微观世界里，纳米虫推走了将镍原子的电子，然后把氢的负离子推进来。
由于氢的负离子拥有更大的质量，因此在微观物理下，它比镍原子的电子更靠近镍原子核。
只见这种条件下，当氢的负离子慢慢接近将镍原子核的时候，突然释放出俄歇电子和X射线。
这时，只见靠近镍原子核的氢的负离子失去电子成为一个自由质子。
“靠！成功的一小步？”观察到整个反应过程的陈义哲兴奋地叫了声。
为什么陈义哲会称之为成功的一小步，因为若是过程就此终结的话，那最终也就是释放出俄歇电子和X射线。俄歇电子只是由于原子中的电子被激发而产生的次级电子，而X射线只是低能量的光子，它可以被可以被铅和钨屏蔽吸收释放出热量，热量以红外太赫兹射线释放。两者加起来其实能量并不多，而且比起陈义哲控制纳米虫消耗的能量要小得多。
不过这个过程还是可以继续继续下去的，镍原子核产生的斥力可以将质子加速到可以轰击状态，而质子可以和其他原子核反应，产生更多反应，如产生的质子轰击锂原子核，可产生alpha粒子。Alpha粒子俘获一个电子产生氦原子，而每吸收一个粒子产生的动能将会释放出大量热。陈义哲粗略的计算了下，这产生的能量接近他消耗的能量的20倍，从另一方面说，
陈义哲接着又花了时间重新设计了整个装置，然后很快的，一个奇葩的冷核聚变反应装置就出世了。
说它奇葩事因为这个装置全世界就只有陈义哲一人可以用，因为它的点燃完全需要靠陈义哲用纳米虫控制。
而且，这种冷核聚变其实对质量的消耗和核裂变没有多大的差别，在整个过程中只有千分之一的物质变成了能量，和热核聚变相比还是有点落差。
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要么不可控，要么没卵用。
不可控核聚变其实人类早就制造出来，它的名字叫做氢弹，诞生于上世纪50年代美苏冷战时期。虽然威力巨大，但只是作为武器，而氢弹的引爆则需要原子弹做引线，靠它发电肯定是别想了。
想要让核聚变发电，首先得找个东西把聚变材料装起来。但可控核聚变本质上就是人造太阳，常规材料肯定装不住。上世纪50年代，几位苏联科学家提出用巨大的磁力来约束带聚变燃料。这个理论成了可控核聚变的设计基础，一直被沿用到今天。
事实证明他们是对的，这种被称为“托卡马克”的装置确实能成功运行。只是运行时间只能以秒计算，时间一长就得赶紧停机，免得烧坏。
而且现在的核聚变全是亏本生意：这些磁约束装置靠电力驱动，可运行一次产生的能量，还不如点火用掉的多。开机一次赔一次，这就有点受不了了。
种种因素，让这些核聚变装置全成了美元焚烧炉。陈义哲记得尤为夸张的便是两年后建立的国际热核聚变实验反应堆（ITER）。它动用了包括中国在内的 7 国之力，原定预算 100 亿欧元，花费 10 年建成。但直到2013年开工后短短两年半，光建筑成本就花掉了150 亿美金，直到陈义哲穿越回来还没搞完。
这段时间，陈义哲理论上虽然让天启对冷热核聚变进行理论上的推测和计算，特别是在热核聚变上对等离子物理和聚变能量的计算。不过，在准备实际实践当中，陈义哲并没有选择热核聚变这一方向，主要的便是热核聚变的要求比较高。
在磁场约束核聚变当中，等离子体必须满足三个条件，温度必须高于5000千万摄氏度，必须在高压下保持稳定，必须被约束在一个特定的空间上。这三个条件再落实到具体参数细节上，就是等离子体的粒子密度，约束实践和温度这三个参数的乘积必须不低于某个阈值。
这三个条件对陈义哲而言还并不是最大的难题，因为三个条件最后都指向了容器以及半导体材料，想要使用高强磁场来实现聚变能源的，那超导材料以及装置的新设计方法便是最为关键的步骤。
对陈义哲而言，现阶段最大的难题便是在点燃核聚变反应需要的超高能量，而这恰恰是陈义哲最匮乏的东西。
所以，最终陈义哲还是选择了冷核聚变，虽然这个理论很有可能是科学家美好的幻想，不过若是没有真正实践，怎么知道它是真是假？
冷核聚变的也有好几种途径，陈义哲最终决定采用镍氢冷聚变反应。
对于镍氢冷聚变反应可能存在的反应机理，如果真有可能，陈义哲认为应该是这样的：氢离子和镍的晶格发生共振，这种共振使得氢原子有机会近距离的接近镍的原子核。
陈义哲为此制造了一个反应容器，反应容器是由金属复合材料制成，耐高温和高压，反应容器被置于一个铜管内部，水流经铜管和反应器的夹层。设置了水和氢气的进口。通过铜管外缠绕的电阻流经的电流给反应器充电，当达到一定温度的时候，反应器开始工作。
不过当陈义哲在做实验的时候，却是发现幻想是美好的，现实是残酷的，这其中镍和氢确实是产生了化学反应，可是仅仅只是化学反应，而不是核反应，其产生的热量其实很小。镍置于氢气中，只是使得氢原子额外获得一个电子，也就是生成氢的负离子而已，然后就没有然后了。
陈义哲试着用热激发，机械激发，电或者磁脉冲，看能不能引发整个反应系统，然后根本就没鸟用。接着又调整了装置，温度，配方什么的，仍然变化不大。
花了一个星期，仍旧不见任何希望，陈义哲都快要放弃了。
这时，陈义哲决定自己来做这个引发，陈义哲很少用纳米虫进行原子结构的微观改变，因为在这个层次进行修改需要的能量确实很大。
幸好，陈义哲目前要做的仅仅只是将镍原子的电子被氢的负离子所代替，这其中消耗的能量虽然大，但是目前的他还接受得了。
在肉眼观察不到的微观世界里，纳米虫推走了将镍原子的电子，然后把氢的负离子推进来。
由于氢的负离子拥有更大的质量，因此在微观物理下，它比镍原子的电子更靠近镍原子核。
只见这种条件下，当氢的负离子慢慢接近将镍原子核的时候，突然释放出俄歇电子和X射线。
这时，只见靠近镍原子核的氢的负离子失去电子成为一个自由质子。
“靠！成功的一小步？”观察到整个反应过程的陈义哲兴奋地叫了声。
为什么陈义哲会称之为成功的一小步，因为若是过程就此终结的话，那最终也就是释放出俄歇电子和X射线。俄歇电子只是由于原子中的电子被激发而产生的次级电子，而X射线只是低能量的光子，它可以被可以被铅和钨屏蔽吸收释放出热量，热量以红外太赫兹射线释放。两者加起来其实能量并不多，而且比起陈义哲控制纳米虫消耗的能量要小得多。
不过这个过程还是可以继续继续下去的，镍原子核产生的斥力可以将质子加速到可以轰击状态，而质子可以和其他原子核反应，产生更多反应，如产生的质子轰击锂原子核，可产生alpha粒子。Alpha粒子俘获一个电子产生氦原子，而每吸收一个粒子产生的动能将会释放出大量热。陈义哲粗略的计算了下，这产生的能量接近他消耗的能量的20倍，从另一方面说，
陈义哲接着又花了时间重新设计了整个装置，然后很快的，一个奇葩的冷核聚变反应装置就出世了。
说它奇葩事因为这个装置全世界就只有陈义哲一人可以用，因为它的点燃完全需要靠陈义哲用纳米虫控制。
而且，这种冷核聚变其实对质量的消耗和核裂变没有多大的差别，在整个过程中只有千分之一的物质变成了能量，和热核聚变相比还是有点落差。
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