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第339章 如何發電?

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刁同志提出的這三個問題,說實話,在劉峰看來已經可以解決一大半了。

反物質都已經可以規模化生產製造,將其用之於發電,完全就是水到渠成的事情;而能夠將之運用於宇宙飛船上進行發電獲取能量的難題,也就在於彭寧離子阱裝置的小型化了。

自然,完全將彭寧離子阱裝置做到是個人都能背走的那種小型化,2、30年內確實是難以做到的;

但將一座小房子大小的裝置儘可能的縮小到一輛小卡車都能拉走的地步,如果說在之前還有點難題的話,那麼現在嘛……在他將計算材料學推進到了一個新地步,致使全國的材料研究成果成井噴狀態後,也只是一兩年的問題。

至於運載火箭或者說宇宙飛船的動力問題,在有了反物質發動機最為推力後,這一切都只是小意思了。

因為反物質發動機的推重比完全可以做到用小馬拉大車的程度。

如果說以毛熊國最先進的“能源號”運載火箭3600噸的發射重量,最多卻只有40來噸,接近90分之一的有效載荷的話,那麼以反物質發動機為基礎的宇宙飛船,就能達到36000噸甚至36萬噸或者更重的發射重量,而有效載荷,卻至少能夠達到其發射重量的一半!

50%以上,根本不在一個數量級啊!

因此,人類完全可以有充足的物資航行於宇宙星空,10年、20年、甚至是一輩子都不再為補給的事情發愁,到了那個時候,星際時代自然而然地就到來了。

而現在,以金東寒院士為首的科研團隊也早已經設計出了反物質發動機的圖紙。

之所以還沒有開始生產樣機,一方面是時間還來不及的緣故,另一方面,其實這裡面和國內的飛機發動機一樣,面臨著同樣的問題在實驗室條件下生產出來的發動機或許湊合著使用還行,但要做到更加實用化、更加可靠的規模化生產,這裡面還有很長的一段路要走。

畢竟,無論是航天發動機還是汽車、飛機發動機,其實隨便一個研究團隊都能將設計圖畫得非常科幻;

就以飛機發動機來說,什麼向量噴管、大推力、高推重比等等,就連阿三的設計師都能設計得突破天際拳打f22,腳踢j20……

然而,飛機發動機之所以被稱之為大國工業的明珠,可不僅僅只是會設計就行的;

因為設計圖紙畫得再好看,如果沒有合適的材料,更沒有對這些材料進行精密加工的能力,就算指標再先進,牛皮吹得再響亮,卻生產不出來,可造不出來又有什麼意義呢,可望而不可褻玩嗎?

因此,發動機的設計,必須還要考慮到國內現有的材料以及是否有這樣的精密製造能力,這一點,金東寒院士等人已經有所考量,只不過還沒有開始實際建造,不能具體指出會遇到哪些困哪罷了。

只不過,有j20的成功試飛作為榜樣,劉峰相信,舉國之力下,這種精密加工的問題反倒是最容易解決的。

至於最後一個問題生物圈系統,那就更加簡單了。

其本質上也不過是能量的問題,有了反物質作為能量基礎,‘人造太陽’也不是遙不可及的夢想,到時候還不是想種什麼菜就種什麼菜。

……

對於刁同志的懷疑,劉峰很有耐心地做了解答。

畢竟這傢伙也知道,未來自己的日子能否像現在這般過得如此滋潤,大部分都要落在這位身上了。

而刁同志自然也非常認真地聽取劉峰的意見。

至於一旁的大長老,雖然也非常關心劉峰到底如何解答,但和刁同志不斷地深入詢問不同,老人家全程都沒有發表任何看法,只是安靜地聽著兩人的對話,不時地點點頭。

最終,對話的結果劉峰並沒有完全能夠說服刁同志。

畢竟術業有專攻,很多知識都不是這位長老能夠理解的。

但也不是沒有成果。

因為刁同志表示,在不久後,他將會組織一場更加正式、更加嚴格、涉及範圍也更廣的科學問政,到時候,不只是劉峰為代表的反物質工程項目組,還有其他各個領域的科學家、國家高官、軍隊高層等等都將會出席。

而劉峰,也將會接受這些人更加嚴格刁鑽的‘審問’!

……

這一場高階對話,自然是沒有人敢記錄下來的。

但在未來刁同志的回憶錄當中,將這一次對話評價為影響華國未來數百年國運的里程碑式對話,這才被後世人所知!

‘問政’終於結束。

劉峰剛從辦公室裡走出去,大長老便和刁同志討論開了。

大長老:“這個年輕人,你怎麼看?”

沉吟了片刻,刁同志回應道:

“作為當今世界華國最優秀的科學家,他在科學研究上的成果並不是我能夠置喙的,我也不一定能夠聽得懂;但從剛才的對話當中,我能夠感覺到他很有自己的原則,並不會因為有可能得罪人就對問題袖手旁觀,這種擔當,恰恰是一位科學家能否被稱為國寶級大師必須具備的最重要的品質,我認為,他已經具有了這樣的品質。”

聽到刁同志對劉峰的評價,老人滿意的點了點頭。

……

天光破曉,雲卷雲舒。

持續的降雨過後,京城的天邊終於灑下了第一道陽光。

正如劉峰現在的心情一般。

從最初見到刁同志的忐忑到現在的撥雲見日,他的心裡已經有了底氣。

很明顯,這一次的對話是大長老權力交接下的一個小事件,但對於劉峰來說,卻是關係到了他今後人生走向的大事件,說重點,甚至於關係到了整個反物質工程的生死存亡。

雖然最終他沒有能夠完全說服這位未來的大長老,但從他對待他的態度上,劉峰完全能夠看得出來,他已經過關了。

至於華國未來數十年武器的發展過程會不會按照他的建議來執行,就不是他能決定的了,劉峰也只求問心無愧,盡自己最大的努力來說服高層就好。

於是,從大長老的辦公室裡出來後,劉峰隨後就召集了一次反物質各項子項目工程的負責人碰頭會議。

“田院士,接下來,有關彭寧離子阱專案的最新研究,我們暫時要轉換一下方向了。”

將自己對未來星際時代的規劃詳細介紹給各位負責人後,劉峰首先對田學林院士吩咐道。

“明白!”

田院士一臉鄭重地點了點頭。

這段時間,他一直在研究能夠存貯更多反物質的彭寧離子阱裝置,從之前的1mg~100mg,再到接下來的1g,10g,甚至是1kg,他都有著非常明確的規劃。

因此,對於彭寧離子阱裝置來說,體積和重量根本不在他的考慮範圍之內,當然也就往著越來越龐大,越來越重的方向上發展。

而這一次,劉峰既然定下了基調,暫時要在能夠存貯100mg反物質的彭寧離子阱裝置上進行小型化研究,最終的目的是要能夠安裝到航天器上,知道這裡面嚴重性的他自然非常爽快地應了下來。

劉峰也滿意的點了點頭。

他和田學林院士之間的合作一直都非常愉快,除了因為兩人都有豐富的學術知識以外,他自己的魄力以及田院士的執行力也是兩人之間保持關係良好的潤滑劑。

劉峰也相信,將彭寧離子阱交給田院士來負責,絕對是最明智的選擇。

接下來是有關反物質發電專案的問題。

給劉峰做解答的錢正英院士。

“關於如何將反物質湮滅的能量轉化成電能,經過這一年時間的攻關,我們終於設計出了一種方案,這裡,我帶來了一張設計草圖,也請各位院士多多指教。”

老太太非常熟練地開啟了電腦上的ppt,一份設計圖紙便透過會議室的投影儀投影到了幕布上。

很明顯,這份圖紙,老太太借鑑了水利發電機和火力發電機的部分優點,最終結合了核電發電機的高溫氣冷堆設計思路。

之所以最終大部分和核反應堆的高溫氣冷堆設計思路類似,劉峰也瞭然。

華國高溫氣冷堆的研究發展工作始於70年代中期,主要研究單位是水木大學的核研院,而到了現在為止,研究的部門和團隊早已經開枝散葉不只一個,而且華國的高溫氣冷堆也已經發展到了第四代,成為了全世界少數幾個能夠加工製造高溫氣冷堆關鍵設備的國家!

並且,高溫氣冷堆具有良好的固有安全性,在事故下不會對公眾造成損害,在經濟上能夠和其它發電方式競爭,還具有建設期短等優點。

能夠獨立製造,而且技術先進成熟,優點多,經濟效能也非常好,自然而然地成為了反物質發電專案的首要參考物件。

不過,在簡單地看了眼這張草圖之後,劉峰便搖了搖頭。

“我們難得做出來這麼先進的技術,繼續用‘燒開水’的方式未免有些太浪費了。而且,如果我們想要用在未來的宇宙飛船上,又從哪裡尋找這麼多的水呢?”

錢院士:“首先排除能夠用在宇宙飛船上進行發電的設想,畢竟之前我們一直考慮的方向都是用於地球上的發電專案,因此,這一套等到會議過後我們再安排研究;而且,你不能否認的是,在地球上的發電,燒開水依然是最高效的發電方式。”

劉峰搖了搖頭:“那好,未來能夠用於宇宙飛船發電的事宜,我們等會兒再說;至於在地球上,燒開水發電是否是最高效的問題,我看也未必!”

錢院士沒有說話,而是等待著劉峰繼續說下去。

然而,劉峰並沒有沒做任何解釋,只是隨手取過了一張a4紙在桌上鋪展開來,接著拿起了簽字筆,在上面隨手畫起了草圖。

隨著他接觸過的工程項目越來越多,比如說自己負責的超級對撞機建造工程,海軍工程大學那邊,馬明偉院士的綜合電力系統工程以及電磁炮、電磁彈射器的建造工程等等,讓他在工程學的等級上,除了刷到了足夠多的理論知識以外,也積累下來了足夠多的實際操作經驗。

以他現在在工程學上的造詣,一般的工程院院士,恐怕也比不上他,要不然,馬明偉院士也不會對他如此敬佩。

而在工程學上,作圖也只是最基本的能力。

此時此刻,劉峰手上的簽字筆,彷彿是在跳舞一般,即便是隨手地一筆一劃,也都像尺規作圖那般的標準好看。

看著劉峰畫圖的動作,錢院士眯了眯眼睛,瞳孔中閃過了一絲意外的神色。

如果她沒有記錯的話,這位劉教授要到幾年6月份才滿20歲吧,而就這嫻熟的筆畫,沒有個三五年的從業經驗,是絕對不可能做到的;再加上之前必須對工程學的理論知識進行學習,外加這傢伙以前還表現除了如此高深的物理學、材料學以及化學知識,因此,到底是怎樣的天才,才能精通這麼多門學科啊!

真是妖孽!

對於錢院士的感嘆,劉峰自然是不得知道的,他只是一心一意地專注於手上的畫圖工作。

先是用簡單的線條勾勒出彭寧離子阱裝置的輪廓,然後再在此基礎上簡單地勾勒出了後面的發電機組結構。

盯著圖上越來越多、越來越清晰的線條,錢院士也漸漸看出了一些門道,眉毛饒有興趣地抬了起來。

“這,是磁流體發電機?”

“對也不對,”

停下了手中的筆,劉峰對著這張草圖看了看,滿意地點了點頭,

“我說對,是因為這種發電方式和磁流體發電機的原理類似,不對,是因為原理雖然類似,但本質上,這套發電機主要是透過控制反物質湮滅產生的高能帶電介子以及部分高能γ射線進行發電。當然,以我的水平,設計圖也只能畫到這種程度了,具體的設計,還得麻煩你們這些專家進行重新探討才行。”

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質子和反質子湮滅時,會產生3到7個介子,通常情況是3個帶電介子和2個中性介子,其中,中性介子幾乎立刻轉化成高能γ射線,而帶電介子是有一定壽命的,正常半衰期是28納秒,但由於它們以光速94%的速度移動,所以半衰期延長到了70納秒,並在衰變完畢前平均前進24米。

而這些帶電介子卻包含了正反物質湮滅的60%的能量,因此,是帶電的就好辦,可以使用磁場控制它們的方向,用來推動發動機;至於中性介子轉化成的高能γ射線,也能在其他地方部分使用。

因此,能夠用來推動發動機,自然也能用來推動‘發電機’,這裡面的能源轉換效率雖然只有60%左右,但相比於用來燒開水的40%,效率幾乎都快是後者的兩倍了!

盯著這張草圖看了看,錢院士搖了搖頭:“恕我直言,您的這套設計圖和磁流體發電機的原理類似,雖然具備著看似更加誘人的前景,但您要知道,磁流體體發電機技術早在上個世紀70年代就開始研製了,然而至今為止,幾十年都拿不出像樣的成果,技術一直都不完善,經濟效益更跟不上市場的需求,以至於漸漸被學術界和工業界主流所拋棄,用它來發電恐怕不是一個合適的選擇。”

似乎是料到王院士會這麼說,劉峰笑了笑,繼續說道:

“對於磁流體發電來說是如此,但對於咱們反物質高能介子發電來說卻不盡然。”

“哦?”老太太的臉上流露出了意外的表情,將詢問的視線投向了劉峰,“怎講?”

劉峰:“據我所知,磁流體發電技術無非是將氣體加熱至2000度高溫,形成等離子體束流,然後透過等離子體束流切割磁力線,產生感應電動勢進行發電,似乎很多實驗室都能做得出來。”

老太太笑了笑:“然而,這些磁流體發電機卻是燃煤的也有燃油的,將氣體加熱至2000度高溫形成等離子體,這一過程伴隨著大量的熱能損耗,因此幾乎沒有人能夠將能量轉化效率做到20%以上,還不如用這些能量來燒開水發電呢?”

“如過是反物質發電的話,我們就根本不存在這樣的問題,”劉峰也笑了笑,繼續說道,“因為我們是直接使用正反物質湮滅後的帶電介子來切割磁力線,產生感應電動勢進行能量轉化,根本不存在加熱高溫氣體形成等離子體來推動‘發電機’這一過程!也就是說,我們無需再去花費更多的精力加熱電離氣體,只需要將這些攜帶著龐大能量的介子利用起來便可!”

“而且,除了可以利用帶電介子來‘推動’發電機以外,我們還可以利用額外的高能γ射線,用來燒開水也好,還是用來燒空氣也罷,‘推動’另一臺發電機發電,相當於就能同時‘推動’兩臺發電機發電了,能量利用率自然遠遠超過60%!”

聽到這裡,錢院士的表情動容了。

立刻再次看向了那張草圖,結合剛才劉峰解釋,片刻過後,老太太的眼中產生了興奮之色……

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