逐日而生

第25章 还是湍流的问题

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相比较于他们的乐观,陈怀楚却高兴不起来。

这几个月来,虽然不断完善方案,使得开机运行的成果越来越好,但其实随着时间的推移,提升已经是越来越小,接下来每往前行进一步,都会变得更为困难。

这是因为在现有技术之下,EAST可控核聚变装置已经走到了尽头,接下来即便是继续研究,最多也只能在边边角角进行修补,很难再有什么大的突破。

在这样的情况下,想要将等离子体温度提升到破亿的程度,不是没有,但要耗费非常大的时间,而且机会极为的渺茫。

不过陈怀楚也没有说什么。

现在大家热情正高,没必要这个时候去给他们泼一盆冷水,况且科研本来就是在混沌中寻找新路,哪怕在他看来提升的机会极为渺茫,但一人计短多人计长,众人拾柴火焰高,或许就能有新的突破。

陈怀楚不会天真的认为只有自己对可控核聚变的研究最深。

在整个等离子所,走在可控核聚变道路上比他更远的大有人在,他之所以能够取得这样的成绩,不过就是因为率先探索新路,然后又侥幸找对了方向罢了,这只能说明他幸运,却并不能说明他的理论基础就比别人更为扎实。

别的不说。在等离子所就有数十位上了年纪的老研究员,他们扎根核物理数十年,理论知识何其丰富,远不是现在的陈怀楚所能比拟的。

怀揣着这种心态,陈怀楚继续投入到研究当中,虽然后续的进展果然如他所想的那样十分缓慢,甚至有些时候随着调整,数据还会出现倒退的情况,可整个理论研究小组依旧还没有停止。

困难,是任何科研工作者都会面临的局面,科研不是一帆风顺,在开拓的过程中,顺畅是少见的,碰壁反而是常态。

逢山开路遇水搭桥,遇到问题解决问题,保持恒心,这才是科研工作者正确的心态。

整个小组所有的成员都没有气馁,投入最大的热情和专注,争取在年前能够实现等离子温度破亿。

不过正如陈怀楚所想的那样,哪怕临近年关,他们仍旧没有攻克相应的难题。

“等离子体温度破亿,对第一壁所造成的压力太大了,根据我们上百次的调整,每次温度提升到九千万度时,等离子体的约束都会变得不稳定。”

“不仅如此,粒子落点的间距也很小,没办法进行打击,中途不得不停下实验。”

临近年关,又是一次例行会议,小组成员们根据之前所得到的数据进行讨论。

室内,所有研究员的脸色都很严峻。盖因随着他们多次尝试提升等离子体温度,可每当核心温度临近破亿的关卡时,都会面临不同的问题。

哪怕这次解决了当下的问题,下次实验又会出现另外一个问题,等将其解决后,下下次又会出现别的问题,而且这些问题还都会相互有牵扯,牵一发而动全身。

整体看下来,到现在所得到的数据甚至还不如最开始,这就让他们此前所做的方案宛如拆东墙补西墙一般,仿佛就是白忙活。

陈怀楚静静听着,不时用笔记录下来,等到众人讨论一圈后,他这才开口问道:“粒子落点问题,王教授,你这边有办法控制打击点吗?”

“我们尝试过,在五千万温度左右的时候,能够控制的很精准,但当温度提升时,等离子体约束会变得不太稳定,控制就会变得很难,归根结底还是约束问题,若是能够约束好,控制打击点应该不成问题。”地中海王教授扶了扶眼镜,如此说道。

所谓的粒子落点,乃是在等离子体约束时,粒子会随时作用壁,两者之间会随着碰撞产生作用力,而粒子的落点,就是撞击壁的地方。

在高温长脉冲运行时,粒子所产生的能量会特别恐怖,而且会很难控制落点,一旦粒子的落点很近,就没办法进行打击,甚至还会随着能量太大,第一壁会有损毁的风险。

听到王教授的话,主要负责约束问题的另外一位教授开口了:“约束问题我们现在实在没有办法,高温状态我们所获得的数据还是太少了,目前九千万度级别的试验,拢共也就才做了百余次,巧妇难为无米之炊,我们的数据还不足以形成经验。”

“而且,根据我的预估,即便是多次试验,反复获取数据,恐怕效果也不会太好——这不仅是我个人的看法,是我们几个人共同的看法。温度到九千万度和破亿是两个不同的概念,难度提升的不止一个台阶,需要考虑的问题有很多,最难的就是高温高密度状态下,等离子体会形成湍流效应,这个没法解决的话,我们就很难去进行约束。”

听着这番话,在场众人都不由叹了口气。

说来说去,还是湍流的问题。

可湍流要是那么容易解决,就不会困扰大家这么多年了——所谓磁约束中的湍流效应,即是指等离子体在高温下受到扰动而产生的不规则流动现象。

流体运动时,如果流体质点的轨迹是有规则的光滑曲线,这种流动叫层流,没有这种性质的流动叫湍流。

举个形象些的例子,这就像是一个正在奔流的河道,如果将低温状态下的等离子体看作平静的河流,那么在高温高密度状态下,等离子体就宛如九曲十八弯的激流。

等离子体温度高,就相当于弯多水多,暗流涌动,想要约束自然很难,甚至一个不小心还有演变成洪灾。

更重要的是,河流的暗流如何流向,力如何作用,这些量会随着时间和空间坐标发生紊乱的变化,根本就没有任何规则和规律可言。

没有规律就代表着无法掌握,无法掌握就很难形成理论,没有理论自然就难以进行约束。

这就像是一个死结。

其实从上个世纪六十年代开始,等离子体湍流理论就已经初步建立,而随着全世界各大国家开始进行磁约束聚变研究,目前已经有了大量的模型和数值模拟代码,实验数据和结果也有很多,但是这些大部分都是在低频等离子体状态下的运行——也就是在低温低密度状态下等离子体湍流造成的横越磁场粒子、热能和动量输运有着很多的经验。

可一旦在高温高密度状态,特别是在目前他们所进行的破亿温度下,如何约束等离子体,如何解决湍流问题,却没有任何数据。

因为在全世界范围内,目前达到这一温度,只有他们等离子所。

换而言之,他们没有对照的经验,只能自己摸索。

退一万步,就算是有对照的经验,也其实没有太多参考价值,因为现在全世界范围内,所有研究可控核聚变的机构和组织,在等离子体的控制和约束上,从来都没有形成定理,完全都是靠着大量数据积累出来的经验。

至于将湍流掌握,这几乎是异想天开——在物理学界,湍流理论被称为经典物理学最后的疑团,因为它涉及到从微观到宏观许多时空尺度上的运动,它不仅和周围进行着能量交换,其内部也存在着各式各样的能量交换。

在这样的情况下,想要将其掌握,何其困难?

然而,无论多么的困难,现在他们遇到了这个问题,并且这还是一个需要他们不得不直面,不得不将其解决的问题。

正因如此,他们的情绪才会显得很低沉。

“咚咚。”眼看着众人情绪比较低沉,刘建为院士手指轻轻敲击桌面,将众人的注意力吸引过来。

“研究遇到难题,想办法越过就是。”刘建为说道:“当然,我也知道湍流是一个无法越过的障碍,虽然我们目前无法将其掌握,但也不是没有办法。”

闻言,众人都将目光看向刘建为。

“你们应该也都知道,目前国家在大力支持量子计算机领域,从上世纪八十年代就已经成立了理论小组,目前经过数十年的发展,已经有了些许成果——”

刘建为说到这里,在座的陈海忍不住身体前倾,下意识问道:“教授,难道咱们国家的量子计算机已经建成了?”

话被打断,刘建为不由得看了一眼陈海,后者讪讪一笑,刘建为这才继续说道:“目前量子计算机还没有建成,不过可以告诉你们的是,已经不远了!”

“我已经得到消息,由中科大研发和构建的世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机原型机快要完善,按照他们透露给我的消息,最迟明年中旬就能使用!”

“同志们,量子计算机的运算能力多么强大你们应该也都知道,如果到时候咱们有了这件宝贝的帮助……”

“咱们就能攻克湍流理论了!”一旁的陈海又按捺不住,忍不住惊呼出声。

“你给我闭嘴,怎么哪都有你!”刘建为没好气的瞪了他一眼,吓得陈海连忙缩了缩脖子。

“能否攻克湍流理论我不清楚,但依靠量子计算机的强大算力,或许可以帮助我们在数据上进行分析,省却我们大量的时间。届时,依靠着这些数据,我们也足以在现有的成果基础上,获得更高的突破。”