199.第199章 計算材料的神
第199章計算材料的神
“建一座全HTSC-1高溫超導的托卡馬克裝置么……”
聽完了黎江安的講述，蕭易思索了起來。
最後，他說道：“這種事情的話，你們應該也沒必要找上我吧？”
黎江安搖搖頭，無奈地說道：“現在國家對於可控核聚變領域的資助還是比較保守的，畢竟想要真正實現可控核聚變的商業堆……哪怕是示範堆都還差了不知道多少年。”
“而且咱們也不像是粒子對撞機那樣容易出成果，人家撞一次的數據都夠他們研究個好多年，然後又能誕生不知道多少篇《Science》啊，啊《Nature》啊，PRL啊什麼的。”
“我們啟動一次，又燒錢，就算是成功了，最多也就只能告訴人們，我們又燒了多少秒。”
“你看我們之前那些能夠持續燒一百秒，一千米的新聞，聽起來是挺讓人感到激動的，但實際上咱們都知道，距離真正實用還差了幾千倍、幾萬倍呢。”
“那些新聞也只不過是在告訴大家，我們是有在進步的。”
黎江安嘆了口氣：“可控核聚變，太難了。”
看着這位老院士無奈的表情，蕭易微微點頭，表示理解。
可控核聚變的難，眾所皆知。
其需要的並不僅僅只是某一個領域的突破，而是很多很多個領域共同的突破。
而且這種突破，甚至需要達到的是各種科幻作品意義上的突破。
超導體，就算是其中一個。
可控核聚變最理想的超導體就是常溫超導體了，常溫超導體下的可控核聚變，不需要搭配一系列複雜的冷卻裝置，能夠以最大的程度發揮常溫超導體提供的巨大磁場。
當然，就目前來說，憑藉HTSC-1的性能，這個問題其實也已經差不多了。
但除了超導體之外，還有一個最大的問題，那就是第一壁材料。
第一壁材料，指的是在核聚變中，直接和上億度高溫等離子體接觸的材料。
無論是任何核聚變裝置，都有着第一壁材料。
當然，就當前的技術來說，第一壁材料主要面對的倒也不是上億度的高溫等離子體了，這些等離子體因為在巨大磁場的協同下，基本上高溫根本不是問題，實際上第一壁材料只需要能夠承受得住1000攝氏度左右的高溫就行了，最高也不過是3000攝氏度差不多。
對於第一壁材料最大的損傷，實際上是來自於中子輻照。
當前，人類在核聚變研究中主要採用的是氘-氚聚變反應，反應會生成攜帶了約14.1MeV能量的中子。
而中子因為不攜帶電荷，所以即使是再龐大的磁場，也無法控制中子，因此這些中子就會在如此高的能量下，直接撞在第一壁材料上面。
根據計算，14.1MeV下的中子，速度達到了大概約光速的16.83%。
自然而然，普通的第一壁材料根本無法承受的住如此可怕的中子撞擊，很容易地就會在這種環境下變得坑坑窪窪，甚至是無比脆弱，極端情況下，哪怕是鎢金屬這種堅硬無比的材料，都可能被人一捏就碎。
而如何研究出這樣的材料，全世界的科學家努力了不知道多久，卻也未嘗找到理想的材料。
大概也就科幻小說中的強相互作用力材料，才能夠無懼中子輻照了。
因此，對於等離子體所這種研究可控核聚變的研究所來說，完全不像是研究其他領域的研究所那麼吃香。
又不好出成果，想要達到最終目的就更是如同空中樓閣，難以實現。
“所以啊，我們就想和蕭教授你達成合作，到時候有伱的名氣幫忙，說不定上面就願意撥給我們再建一座核聚變裝置的設備了。”
黎江安說道：“而且到時候還有HTSC-1的份額，聽說HTSC-1工廠，馬上就要造好了，想要HTSC-1的單位，那也叫一個多啊，你們科大搞量子計算的那些人，還有高能物理所的人，還有……”
“還有軍方那邊，他們那叫一個獅子大開口啊，真的是不給我們這些研究所一點活路。”
旁邊的趙展游這時候也說道：“就是啊，我們搞核聚變，好歹也是為了人類的未來做着貢獻，人類文明能不能從0.7級升到1級，還得看咱呢，其他那些研究啥的，有個屁用啊！有咱的作用大？”
在場的人都是失笑了起來。
蕭易也笑着搖搖頭，但最後沉吟片刻后，卻還是搖搖頭，說道：“黎院士，不好意思，這件事情，我現在應該無法答應下來。”
黎江安面色未動，但是目光中還是露出了一絲失望和無奈。
他嘆口氣，說道：“好吧，我也知道這個請求是有點為難蕭教授了。”
畢竟蕭易也並不是研究他們核聚變的，拉着蕭易過來，如果真的建成了，名義上似乎是屬於科學島實驗室和他們等離子體所共同所有的，但實際上，也只有他們等離子體所有這方面的人才。
就算是蕭易本身也沒有研究過核聚變，又或者是核物理方面的研究。
更何況，他才剛剛想着要擴建科學島實驗室，也是要錢的，如果現在又因為等離子體所的事情去要錢，雖然他現在是個重要的人才，但顯然上面也不會任由他要錢，這可不是幾百萬幾千萬的事情，而是幾個億的事情。
不過，蕭易倒也並不是太過冷漠的人，終究人家也為他說過話。
所以，接着他便說道：“不過，除了這件事情之外，其他的條件我倒是可以答應。”
“比如到時候關於HTSC-1的份額，我可以幫你們多要一點。”
“雖然暫時造不了新的可控核聚變設施，不過HTSC-1想必也能夠幫助你們進行一些模擬的實驗，到時候發幾篇頂刊應該是沒問題的。”
聽到蕭易這麼說，黎江安他們的眼前稍稍一亮，隨後都是點了點頭。
確實如此。
即使是不能造出新的托卡馬克裝置，但是如果能夠擁有HTSC-1來幫助他們進行一些模擬實驗的話，到時候隨隨便便發上幾篇頂刊，十分容易。
比如列舉一下HTSC-1的優秀性能對於實現核聚變的意義，隨隨便便就能夠發上幾篇nature、science這種級別的期刊，這種看起來很有噱頭的論文，就是nature、science他們最喜歡的論文。
而且也不僅僅只是在核聚變上的意義，他們等離子體所，雖然主要是研究可控核聚變的，但是他們同樣也研究其他和等離子體有關的問題。
在其他的這些問題中，或多或少地也都會涉及到和超導體有關的研究。
利用HTSC-1這種性能優越的超導體，同樣能夠幫助他們研究出一些能夠發頂刊的成果。
而其他的研究所實驗室什麼的之所以想要爭取HTSC-1的份額，也基本上都是因為這個原因。
反正能出成果，能夠發論文，對於科研人員來說就是最大的好事情。
而接着，蕭易又繼續說道：“另外，除了這件事情之外，如果你們有什麼需要幫助的理論方面的課題，我也可以試着研究研究，若是解決了，對於你們的研究來說，應該也會帶來不少的幫助吧。”
聽到他的這句話，黎江安他們都不由面面相覷了片刻。
蕭易的這話，可真是充滿了自信。
他們沒有解決的問題，蕭易覺得自己能夠研究出來？
這個時候，趙展游就說道：“我這裏正好有一個問題，從理論上來說的話，格林沃爾德極限是否已經無法再提升了？”
“格林沃爾德極限？”
蕭易思索了一下，說道：“你指的是托卡馬克裝置中的一個物理參數么？”
“是的。”趙展游道：“格林沃爾德極限定義了托卡馬克中等離子體的最大平均密度，如果在托卡馬克中超過這個上限，等離子體會變得不穩定，從而影響核聚變反應的維持和效率。”
“本來，關於格林沃爾德極限，一直被認為是1988年由格林沃爾德分析出來的結果，不過2022年的時候，這個格林沃爾德極限又被向上提升了接近兩倍的程度。”
“也就是說，在托卡馬克裝置中，我們在同樣安全的程度下，可以添加更多的燃料，從而以更高功率運行，並且產生更高的能量。”
“那麼這個極限是否還能夠繼續往上提升呢？”
聽到這個問題，蕭易來了興趣。
嗯，經典的求極限問題。
雖然放在可控核聚變上的時候，這個問題就頗有點困難了。
“我知道了，這個問題我回去之後會進行研究的，如果有了結果，我會告訴你們。”
“好。”趙展游點了點頭。
……接下來，蕭易又在他們這邊逛了逛，至於見證EAST點燃的這種事情，那就只能等之後有機會再來了。
人家總不能因為他過來參觀，就把人造太陽搞出來嘛。
更何況這玩意兒開一次機，之後的維護那可叫一個麻煩。
除此之外，蕭易也還逛了逛他們的食堂，觀摩了一下他們這個食堂是怎麼個規格。
他們科學島實驗室，現在可是急需一個食堂，不然的話，想要吃飯什麼的都要往外面跑，很是不方便。
實驗室裏面也有不少人向他反映過這個問題了。
一直到吃過了午飯之後，蕭易的這趟參觀也就到此為止。
……
回到了科學島實驗室。
蕭易在自己的辦公室中，打開了電腦，先是查看了一下關於電子-界面反應遷移模型的態密度，以及薛定諤方程精確解都計算進度到哪了，看了一眼。
嗯……
估摸着今天晚上就能夠計算出來了。
隨後他不再多看，回想了一下趙展游給他說的那個問題。
“格林沃爾德極限么……怎麼不叫格林德沃。”
心中一邊吐槽一句，他一邊開始搜集相關的資料。
很快，他便找到了2022年那篇論文。
“《基於邊緣湍流傳輸的托卡馬克密度極限標度及其對ITER的影響》……運用的是第一性原理方法，所以使用的也是計算方法得出的結果。”
“唔……所以最終也就是一個比較複雜的優化問題了么？”
蕭易沉思了片刻。
“等離子體湍流……論文中使用的是一種簡化的漂移-簡化Braginskii流體模型來描述托卡馬克邊緣等離子體的物理過程。”
“雖然簡化的程度比較高，但就從結果來說，還是比較精準的。”
“不過，如果能夠利用更優秀的流體模型進行推測呢？”
蕭易微微搖頭，“真是沒想到，這個結果居然一直等到2022年才誕生，估計也實在是因為之前研究核聚變的人太少了吧。”
就像是ITER，這個國際熱核聚變實驗堆計劃組織，從1985年就開始有了提議，結果一直到2001年才算是完成了最終設計，之後又一直到2007年才正式開始了建設。
隨後他也不再多想，開始搜集各種資料，既然是要解決問題，總要先從了解這個問題開始才行。
就這樣，時間悄然過去。
……
三天之後，隨着電子-界面反應遷移模型的相關計算正式完成，蕭易也將這些計算結果融合進了這個模型之中，至此，這個用來描述界面反應過程中電子遷移行為的模型，總算是徹底完善了。
“搞定了。”
看着電腦上的這個模型，蕭易嘴角一翹。
“接下來要做的就是，驗證其準確性了。”
他當即便叫來了課題組的四個人，臨時開了個組會。
“這幾天，我們的目的是為了驗證這個模型。”
站在小會議室的最前面，蕭易打開了PPT，將電子-界面反應遷移模型展示了出來。
劉曉東四個人一臉懵逼。
模型？
什麼模型？蕭教授這幾天忙的事情，就是這個模型？“我將其命名為電子-界面反應遷移模型，簡寫為EIRM。”
“其主要運用的是反應-擴散方程，並且通過將其優化，融合了薛定諤方程、界面態密度，以期來描述界面反應過程中電子遷移行為。”
“如果其能夠實現精確的描述，也就能夠在一定的程度上幫助我們對鋰磷硫氯的優化。”
聽到蕭易的介紹，四個人頓時都瞪大了眼睛。
什麼？！
描述電子遷移行為？而且還是專門針對界面上發生的過程？
天，他們的蕭教授，這可真是不出手則已，一出手就嚇死個人。
“好了，接下來我先把這個模型發給你們，你們了解一下，有什麼問題就問我，之後就開始進行實驗驗證。”
隨後，蕭易就把模型發給了他們。
四個人立馬都無比好奇地看了起來。
而越看，他們就越是激動。
“妙啊！”
“竟然能夠求出電子在界面處薛定諤方程的解，這個電子波函數……也太精細了吧！”
“界面處的態密度是影響電子遷移的關鍵因素，這個模型把界面處電子能級的離散化效應也給恰當的容納進去了。”
“還有……”
四個人驚嘆個不停。
而且他們能夠看出來的，也並不足夠深刻，這個模型所涉及到的，更是遠比他們想像的要深。
但不管如何，他們都得出了一個結論。
那就是——能行！“教授，我們看完了。”
“沒有問題了嗎？”
“沒有了。”
蕭易點頭：“行，那就這樣，現在去實驗室，進行驗證實驗。”
“是！”
就這樣，他們來到了各個實驗室，開始驗證。
利用掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡等先進技術，直接觀測電子在界面上的遷移路徑，並與理論模型進行對比，而初次之外，還有電子遷移速率、態密度等各種驗證手段。
大概幾天之後。
隨着所有的實驗室完成。
看着最終報告上給出的結果，劉曉東他們都驚呆了。
“模型與實驗誤差，最高也就只有不到15%的差距，平均誤差更是只有5%……”
“額滴神啊！”
他們感覺彷彿看到了計算材料的神。
(本章完)