燧人计划——关于可控制核聚变(6)

2012-08-28 21:18


a. 降低能量级——‘托卡马克’通过注入极微量燃料实现;我们的方案通过选用可能很小当量聚变来实现。
b. 拉长能量的释放时间——这个在‘托卡马克’中是其基本手段;我们的方案中表现为一段一段的时间段,能量脉冲式的释放。
c. 加大能量的扩散空间——当今的‘托卡马克’越造越大;我们的方案干脆就是把能量扩散空间扩大到我们可以想象到的最大空间。
d. 加大空间容器的强度,这包括材料与系统结构两方面的方案设计选择。
e. 整个系统的能量释放过程中,系统必须有与之平衡的能量输出,否则,无论什么系统的空间总有容纳不下高密度能量的一个临界点,比如日常生活中时有发生的压力锅爆炸事故。
所谓‘爆炸’,只不过是‘燃烧’的一种特定方式罢了。通常人们说的‘燃烧’,因其注入能量与‘燃烧火焰’边缘对环境的输出能量平衡,且能量场力学稳定——存在一个高温、与介质环境等压的等离子体,不会出现力学崩溃产生激波,故不会有(相变)爆炸出现。而‘爆炸’就不同了,它没有‘燃烧’过程的能量场,能量为了实现其在空间上的力学平衡,必定会出现‘力学崩溃’。
假定1000吨‘爆炸’的爆炸原点就是这个1000000立方米的球状空间,也就是说这1000吨TNT的能量在这个空间中均匀同时发生,全部能量以机械能计算,以气态物质计算这个空间中也就只会产生42个大气压的阶梯状非线性升压。
设定:
1、 所有计算必须完全遵循牛顿定律、能量守恒定律及一切相关物理定理。
2、 以现实的小当量核爆炸为能量计算基准,完全公开的小聚变爆炸可知‘中子弹’是1000吨TNT。
3、 以人类已经完全掌握的工程能力及大规模工程材料能提供的工程能力为工程规模设想基础。设想一个124米大的跨度空间,可容下一个1000000立方米的球体。
4、 以最容易计算的介质——气态介质为参考计算介质。
5、 为方便计算,假设这个容器就是这个1000000立方米的球状空间。这是一个在力学上抗破坏力最差但最容易计算的形状。
6、 爆炸能量全部以‘波’机械能表达。这样的计算肯定在计算上会超过‘力’的绝对上限。
7、 只计算爆炸中破坏力最主要的纵波,全部激波的能量只以这一种方式出现。不考虑机械能量的其它转变。
8、 对爆炸火球、介质采用‘洋葱头’那样的分层,时间以计算机可以表达的最小极限为分割。
9、 假设整个过程只有力与能的传递,没有物质的交流。
10、  固体球壁所受压力,以球壁紧邻的那层介质在爆炸过程中最高压强为准。
11、 各参数可进行有目的的调整。
这个单纯化的力学模拟程序并不难设计。

最后经我们编程模拟计算表明:
1、 介质质量不变的前提下,爆炸波力与介质压强之间的关系是:介质压强越大绝对波压力越大,但波压力与介质原有压强之差越小。
2、 只要单纯氢气介质中发生的爆炸绝对波压,在100个大气压以内的介质环境下,边缘压强没有可能超过 500个大气压。

    模拟计算表明,这样的力学条件是人类工程所能承受的。但这又肯定不是一个轻易可以达到的工程水平,实际上一个大气压的压强差就足以对常规的民用建筑造成破坏,当然,任何取热的锅炉其对抗能量的强度也不是一般民用建筑可比的。

  
爆炸杀伤效应半径作一点分析:
为了分析方便,首先设定——介质对杀伤能量的衰减为0,此所谓“理想介质”;推算某效能时,不考虑其它因素,此所谓“理想模式”。
爆炸动能在介质中传播、扩散有以下四个效能方式:
a. 三维空间球体膨胀——其能量在单一介质中的扩散是以球体形式膨胀,能量密度与球体半径的立方成几何反比。我们看得到大小不同的爆炸,火球半径差别不是很大。1 公斤与1克炸药,在单一介质中此种效应下的杀伤性球体半径比为10:1。此效应为其他三种动能效应的源效应,占较大的动能当量比例。

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