第301章 各大領域的大拿們再次瘋狂催促(1/2)
這個數字孿生體,不僅僅是一個可視化的模型。
它是一個活的、呼吸的、能夠對任何操作和變化做出實時反應的虛擬聚變堆。
工程師可以調整磁體的電流,立刻看到等離子體形狀和位置的變化;物理學家可以注入更高功率的加熱波,實時觀察等離子體溫度和壓強剖面的響應;材料專家可以模擬高通量中子輻照下第一壁材料的損傷演化————
時間飛逝,在陸安的親自助力與「星流」工具的強力驅動下,CFETR數字孿生體V1.0正式在「星流」平台上迅速搭建完成。
這樣的恐怖效率,讓李院士等一眾搞了一輩子聚變研究的科學家們震撼又驚喜不已。
擱以往這是做夢都不敢想的,而且合作後與陸安共事,他們也對這位當代罕見的全才有了更為深刻的認識。
不少參與該項目的科學家心中感嘆,不愧是能解決NS方程問題的超級天才。
他們都公認陸安即便以後沒有新的成就,單單靠現在創下來的成果,就足以比肩人類歷史上的那些科學巨匠,排進前五已經沒什麼爭議了。
而他未來還能創造多少新的成就,誰也不知道,也令這些科學家和世人倍感期待。
9月19日,第一次全堆芯MHD不穩定性模擬在數字孿生體上啟動。
CFETR數字仿真研發中心,屏幕上,代表等離子體的絢爛光團在複雜磁場中旋轉。
突然,一個扭曲模開始生長,如同一個不受控制的腫瘤,威脅著等離子體的穩定。
「警報!檢測到(2,1)扭曲模快速增長!」
「啟動主動控制線圈,施加=1分量的共振磁擾動(RMP)!」
指令下達,虛擬的控制線圈產生特定的磁場,精準地作用於不穩定的區域。
屏幕上,那扭曲的「腫瘤」以肉眼可見的速度被抑制、撫平。
實驗室里爆發出第一陣屬於聚變領域的振奮,雖然這是在虛擬世界,但他們第一次如此直觀、精準地「看見」並「控制」了曾經令無數聚變裝置功虧一簣的災難。
有了數字李生體這個強大的沙盤,針對可控核聚變最核心難題一等離子體控制與燃燒物理的攻堅戰全面展開。
在接下來攻克技術的日子裡,項目團隊著力應對三大挑戰。
第一大挑戰是抗輻照第一壁材料,聚變中子能量高、通量大,對材料破壞性極強。
傳統材料在如此高劑量的中子輻照下,會迅速膨脹、脆化,壽命極短。
項目團隊利用「星流」工具的微觀尺度模擬能力,從原子層面設計新材料,模擬不同元素合金,如釩基合金、碳化矽複合材料等,在中子轟擊下的位移損傷、氦氣泡形成和氧化。
嘗試在鎢中加入微量的鈦和碳,模擬顯示,它可以有效釘扎位錯,延緩輻照脆化,這種納米結構的碳化矽纖維複合材料,在模擬中表現出極佳的抗腫脹和自癒合潛力。
強大的「星流」工具如同一個超高速的材料基因篩選器,以低成本和高效率,在虛擬世界中合成、測試了成千上萬種候選材料,快速排除了不合適的選項。
然後將最有希望的幾種材料配方和製備工藝,提供給合作的材料研究所進行實物製備和驗證。
研發周期從傳統的十年以上,縮短到了幾個月可以確定數種有突破性前景的候選材料。
第二大挑戰是偏濾器排熱。
偏濾器是托卡馬克的「垃圾桶」,負責排出聚變「灰燼」,也就是氦灰和部分熱量,承受著最極端的熱負荷。
熱流密度超過20MW/m2,任何材料直接暴露都會瞬間汽化,負責熱工水力的工程師對此簡直感到頭皮發麻。
不過「星流」工具的強項再次顯現,他們模擬液態金屬在強磁場下的流動行為,設計出液態金屬自循環冷卻偏濾器。
模擬顯示,流動的液態金屬能有效帶走熱量,同時其自由表面可以承受粒子的直接轟擊。
還優化了傳統銅合金水冷偏濾器的內部流道設計,通過複雜的多孔介質和微——
通道結構,將冷卻劑的換熱效率提升了數倍。
在數字孿生體中,偏濾器成功經受住了持續高功率排熱的考驗。
第三大挑戰便是超導磁體與複雜結構的集成。
CFETR的巨大環向場線圈和極向場線圈採用NbSn等低溫超導材料,其電磁設計、應力分析、失超保護是極其複雜的系統工程:
而「星流」的多物理場耦合能力在這裡發揮到極致。
它同時計算著電磁場、結構應力場、溫度場。
模擬超導線圈在巨大電磁力下的變形,確保不影響等離子體位形;模擬失超時巨大的熱量和應力傳播,優化保護系統的響應速度和可靠性。
星界動力航天旗下的航電團隊也貢獻了力量,他們設計了高度集成和冗餘的磁體電源控制和失超監測系統,確保數億安匝的電流穩定運行。
可控核聚變的研究開發進度和高效率,除了陸安之外,超出了所有參與者的預料。
他們知道效率會大大提高,但也沒想到自從陸安參與進來後,其效率竟然會如此之快、進度如此之順利,簡直喜不自勝。
李院士在私底下表示,早知道這樣,老早幾年就該來找陸安一起搞聚變研究。
不過現在也不晚,李院士一度以為自己有生之年可能看不到這一天,但自從「CFETR數字方舟」成立以來的這幾個月,讓他愈發覺得有生之年很有希望能夠看到可控聚變電站的問世。
讓所有參與該項目的科學家們覺得,這一次真的不一樣了,真的不再是「永遠的五十年」了,很有希望能在未來十年內甚至五年內迎來革命性的突破,甚至商用落地。
當可控核聚變的研究者們正欣喜若狂地擁抱這「終極模擬器」時,其他那些同樣依賴複雜物理模型和大量試驗的領域也是望眼欲穿。
其它領域一些人脈豐富者,在聽聞聚變領域最近的情況,再一次催促起了陸安。
實在是坐不住了呀,上一次催了陸安之後,就讓等消息。
這一等就等到了現在,而且還沒有一點動靜,能不急眼嘛,尤其是有的領域內的項目,為了等陸安給他們適配「星流」工具這款超級仿真模擬器,都把項目停兩年了。
就算再停兩年,還是會選擇繼續等。
因為這筆帳不難算,太省成本,強大的效率倍增,即便等個五年八年也能把等待所消耗的時間搶回來,成本還實打實的大幅縮減了,幾百個億的特大項目工程,可能只用幾十個億,當然要等了。
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