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「由于極低的反應成功率,所以需要以極大的數量作為基數,反應才有繼續下去的必要」夢想繼續解道。
「什麼反應成功率?」王石有點迷惑。
「每個錐形分子,稱之為聚變加速錐,成對的聚變加速錐稱之為聚變對,前面解釋過,聚變對是同軸相對,由納米碳管為骨架支撐的可引發聚變反應的最單位。」夢想開始解釋起一些基本概念來。「由于聚變加速錐在空間結構上的脆弱性,它對環境的要求極為苛刻。按照理論計算,在理想狀態下,每一個聚變對在激發後,都將有至少一對氘核踫撞在一起,成功引發聚變反應,釋放出能量。」
夢想放大了分子模型,只見虛擬的屏幕上著色的原子變換成了不起眼的微粒,繼續放大。夢想把這微粒標記了出來。
「按照量子理論,每一個原子核的相對位置是不確定的,這也就導致了完美的結構卻不能得到百分之百的成功率,盡管在空間結構上,每一個原子核相對位置在一定程度上是束縛固定的,但是總是與完美結構有些微的偏差,在反應的過程當中,這些微的偏差會急劇放大,從而導致聚變反應失敗。」
「理想狀態?完美結構?」王石有些疑惑,對這些夢想創造出來的概念有些好。「這是什麼樣的狀態?」
「理想狀態是指在絕對零度的情況下,每一個原子都停止了振動,在這種情況下,由于整個分子,即聚變加速錐在空間上呈完美狀態,在這樣的情況下,由它們組成的聚變對激發後,產生聚變的成功率為百分一百。」夢想繼續模擬著,屏幕上的點開始無規律跳動。「由于絕對零度的條件是完全達不到的,所以理想狀態和完美結構是達不到的。而那些微的偏差在經過放大後,就會可能打斷多米諾過程,也會極大可能導致能量傳遞不能有效進行,從而使氘核運動軌跡偏差導致聚變失敗。」
「就象混沌理論一樣,一只蝴蝶扇一下,就刮一場龍卷風是吧!」王石會意了。
夢想接口,繼續解釋著,「不錯,由子分子錐的結構過于精密,從而導致微的偏差就能引起壞的結果,按照模擬計算的結果,每一千個聚變對,能夠實現的聚變次數僅為1.7個。也就是,為了完成一次聚變反應,必須制作生成近千個聚變對。」
王石眨了眨眼楮,沒有話。
「盡管反應成功率相當低下,但是由于聚變產生的能量在數量級是遠遠超過消耗的,綜合計算起來輸入輸出還是達到了1︰2.6。」
王石已經開始盤算哪些是需要消耗的。問道︰「消耗主要有哪些?」
「消耗主要包括三大方面。」夢想拉出一張表格來。
「最大部分的消耗的能量是來自于聚變加速錐的制作生成和回收。」夢想又一次用彈出窗口顯示那個巨大的分子團。
「為了保證分子錐的結構完美性,這就要求相應位置元素必須精確,為了保證精確,如碳原子就有三種同位素,包括穩定的碳12和碳13,以及不穩定的放射性同位素碳14。」夢想放大了分子模型,將視角拉近到了藍色碳原子前面。
「由于整個分子錐需要同時用到三種碳的同位素。而且相互之間的位置不能互換,如眼前的這個碳12原子就不能用碳13原子來替換,這是為什麼呢?盡管碳12與碳13在性質上相差無幾,但是它們的質量卻相差約一個中子的質量,而這一點差別將會導致多米諾過程不能繼續。」夢想開始演示引爆過程。
夢想將那個藍色碳原子替換成碳13。「你看,由于在這個位置上,原來的碳12被碳13所取代,從而導致原來的引爆過程執行到這里的時候,由于質量上的差異,順序撞擊的角度和速度不同,下一級過程未被點燃。引爆過程到了這里就停止了下來。整個反應失敗了。」
移動一個角度,視角移到了一個綠色的原子模型前面,夢想繼續解釋。
「在其他位置也是一樣,如這個位置的氮原子,這個位置的氮原子是氮14,氮的同位素有十幾種,穩定存在的是氮14和氮15。不過這里就只能是氮14。道理與上面的一樣。」縮窗口,夢想再次拉過表格。「這就需要把每一種元素的都分辨出來,精確到每一個原子為止。」
「分子錐的生成過程是這樣子的,首先是分離出每種需要用到的純淨元素,如碳12與碳13必須分離。然後利用這些純淨元素,合成次一級的分子,每一個分子經過檢驗以後,再組合組成規模再大一些的分子團。最後將這些分子團裝配在一起。形成一個完整的分子錐。」
「能量消耗從純淨元素的分離開始,到合成分子,組合分子團,最後裝配成分子錐持續輸入。按照模擬運算統計出來的結果,考慮極低的反應成功率,這部分能量消耗大約佔四分之三。」
「由于制作生成分子錐極為困難,在反應結束後的殘留也就有必要進行回收。最主要的部分是最大的殘留分子團,很顯然,大部分殘留分子團由于受到高速粒子的轟擊,已經被擊碎成好幾塊了,但是由于分子錐設計的時候,已經考慮了這種情況,其中有好幾部分之間是采用弱結合力來固定的,所以受氘核撞擊的時候,從理論上來講,也是會有部分完整的次一級分子團。」夢想又一次演示了殘留分子團受氘核撞擊後,成塊飛散的場面。在幾塊飛散的分子團上,用閃爍的紅圈標記出了每個分子團的組成分子式。
「這些分子團在適當的條件後會自動分解成次級規模的分子和分子,這樣可以節省一部分消耗。」屏幕上又列出滿屏的反應方程式。
「呵呵,有意思。」王石對著滿屏的方程式,腦子里一頭漿糊。
夢想也不管王石理解不理解,繼續解著。
「第二個消耗就是為了維持反應環境,額外消耗的能量,如用液氮冷卻的超低溫和超安靜的環境」
「第三就是整個系統的開消。包括納米機器人組裝搬運,系統控制運算以及為了防止輻射所需要的主動防護設施。」