《学霸的科幻世界》第五百章 神光工程

    回到江城后，庞学林的生活再次变得平静下来。
    偶尔去江城大学或者西湖大学上上课，和曹源、李长青他们讨论一下超导128材料的工业化生产方案，剩下的时间，庞学林将注意力放在了n-s方程存在性与光滑性的研究上。
    如今超导材料问题已经解决，可控核聚变领域，就剩下超大功率激光器、超高温等离子流体控制这两大技术难关了。
    高强度的抗辐照材料庞学林倒不担心，他决定一步到位采用氦核聚变模式，可以大幅度降低中子的产生。
    因此，目前国内核裂变反应堆所生产的抗辐照材料完全能够满足氦核聚变反应堆的需求。
    剩下的，超大功率激光器制造，这个项目主要交由中国工程物理研究院激光聚变研究中心负责推动。
    从上世纪60年代开始，激光器的发明，为如何将物质加热到极高能量这一问题打开了一条门缝。
    最早是苏联专家开始考虑使用激光加热核聚变的原料，因为该方法能量大，而且无需与被加热物质接触，简单理解就是类似于拿阳光聚焦之后点燃木屑。
    但是单个激光器的能量太低，所以为了解决这样的问题，需要将多个激光器的能量聚焦于同一点。
    该问题看似简单，实则非常困难。
    因为必须保证在短暂的加热时间内，被加热物体的所有方向受热均匀，一致向球心坍缩（简单理解就是将被加热物质想象成一个足球，如果想要挤压足球内部的空气，最好的方法就是从四面八方一起用力，使其体积被压缩。如果仅仅从两个方向使劲，则足球会变形，足球内部的空气被挤压效果就会大打折扣）。
    这不仅需要每个激光器对准的方向控制地异常精确，也需要在这一极短的时间内每个激光器的能量大小需要严格控制。
    目前在该领域美国的研究进展是最快的，其国家点火装置（nif）目前正在实验将192个激光器聚焦于同一点，包含192束激光，输出1.8mj紫外激光。
    与nif装置规模相当的激光驱动器是法国的lmj激光装置，设计包含240束激光，输出1.8mj紫外激光。
    而在这一领域，中国同样投入了巨额的资金进行研究。
    这就是中国的“神光”计划。
    20世纪60年代随着激光的出现，科学家提出了激光惯性约束聚变科学思想。
    1964年，王淦昌院士提出了研究激光聚变的倡议，国内正式启动“神光”计划。
    该项目由中国科学院和中国工程物理研究院联合攻关，上海光机和长春光机都是协作单位。
    1985年，神光1装置建成并投入试运行。
    神光1连续运行了8 年，完成了多轮重要的物理实验，在icf、“863”相关项目实验研究中取得了一批具有国际先进水平的重大成果，标志着我国在该领域进入世界先进行列。
    1994年神光1退役，启动神光2装置研制。
    2001年，中国“神光2”高功率激光装置在中科院上海光机所建成，它的问世，标志着我国高功率激光科研和激光核聚变研究已阔步进入了世界先进行列。
    当时，只有美国、日本等少数国家能建造如此精密的巨型激光器。
    “神光二号”的总体技术性能已进入世界前五位。
    神光2高功率激光实验装置(简称神光2装置)由八路系统及神光2多功能高能激光系统(简称第九路)组成，是当时国内唯一具有主动探针光的高功率钕玻璃固体激光实验装置。
    它能在十亿分之一秒的瞬间发射出功率相当于全球电网总和数倍的激光束聚集到靶上，形成高温等离子体并引发聚变，进而开展激光与等离子体相互作用物理和惯性约束聚变实验研究，是中国战略高技术创新、基础科学、交叉前沿科学创新极为重要的实验装置。
    2015年，位于四川绵阳的中国工程物理研究院激光聚变研究中心顺利完成神光3的研发工作。
    神光3输出光束为48束，总功率180kj，仅为美国国家点火装置的十分之一。
    但因为法国lmj项目进展缓慢，神光3反而成为世界上仅次于nif的第二大聚变点火装置。
    此前超导128项目成功，庞学林去京城的时候，就曾经和领导层就核聚变项目探讨过。
    目前中国工程物理研究院正在进行神光4项目的研发，整体参数相当于nif的两倍左右，最高功率可以达到4mj，但距离氦核聚变所需要的千兆焦耳的能量输出，还相差三个数量级。
    不过对于这里面的工程难点，庞学林倒并不怎么担心。
    这次中国太阳世界之旅，系统给出的奖励中，就有千兆焦耳激光聚变的工程技术解决方案，以中国在“神光”工程中研发经验来看，按照系统给的方案，制造出千兆焦耳的激光聚变装置难度并不大。
    反倒是高温等离子湍流问题，必须从理论角度加以解决。
    因此，在解决高温等离子湍流问题之前，庞学林并不准备将千兆焦耳激光聚变装置的技术路线拿出来。
    反倒是为了推进电磁弹射航天发射项目的建设，庞学林将熔盐核反应堆的相关技术方案拿出来交给了中国工程物理研究院去推动研发。
    中国工程物理研究院就是原来的核工业部第九研究院，主要从事冲击波与爆轰物理、核物理与等离子体物理、计算物理、军控物理、工程力学、流体力学、基础数学、应用数学、工程设计、制造工艺、放射化学、有机化学、高分子材料、含能材料、核材料、激光技术与应用、脉冲功率技术及应用、电子技术、信息技术、计算机科学与应用等学科领域的研究与应用，是国内核工业领域最强的研究机构。
    熔盐核反应堆本来就是中国工程物理研究院下一代核反应堆的重点攻关项目之一，庞学林将熔盐堆的相关技术方案交给中国工程物理研究院，无疑将大幅度加快熔盐核反应堆的研发工作，对于电磁弹射航天发射系统的建设，也有着非常重要的意义。