199.第199章 计算材料的神
第199章计算材料的神
“建一座全HTSC-1高温超导的托卡马克装置么……”
听完了黎江安的讲述，萧易思索了起来。
最后，他说道：“这种事情的话，你们应该也没必要找上我吧？”
黎江安摇摇头，无奈地说道：“现在国家对于可控核聚变领域的资助还是比较保守的，毕竟想要真正实现可控核聚变的商业堆……哪怕是示范堆都还差了不知道多少年。”
“而且咱们也不像是粒子对撞机那样容易出成果，人家撞一次的数据都够他们研究个好多年，然后又能诞生不知道多少篇《Science》啊，啊《Nature》啊，PRL啊什么的。”
“我们启动一次，又烧钱，就算是成功了，最多也就只能告诉人们，我们又烧了多少秒。”
“你看我们之前那些能够持续烧一百秒，一千米的新闻，听起来是挺让人感到激动的，但实际上咱们都知道，距离真正实用还差了几千倍、几万倍呢。”
“那些新闻也只不过是在告诉大家，我们是有在进步的。”
黎江安叹了口气：“可控核聚变，太难了。”
看着这位老院士无奈的表情，萧易微微点头，表示理解。
可控核聚变的难，众所皆知。
其需要的并不仅仅只是某一个领域的突破，而是很多很多个领域共同的突破。
而且这种突破，甚至需要达到的是各种科幻作品意义上的突破。
超导体，就算是其中一个。
可控核聚变最理想的超导体就是常温超导体了，常温超导体下的可控核聚变，不需要搭配一系列复杂的冷却装置，能够以最大的程度发挥常温超导体提供的巨大磁场。
当然，就目前来说，凭借HTSC-1的性能，这个问题其实也已经差不多了。
但除了超导体之外，还有一个最大的问题，那就是第一壁材料。
第一壁材料，指的是在核聚变中，直接和上亿度高温等离子体接触的材料。
无论是任何核聚变装置，都有着第一壁材料。
当然，就当前的技术来说，第一壁材料主要面对的倒也不是上亿度的高温等离子体了，这些等离子体因为在巨大磁场的协同下，基本上高温根本不是问题，实际上第一壁材料只需要能够承受得住1000摄氏度左右的高温就行了，最高也不过是3000摄氏度差不多。
对于第一壁材料最大的损伤，实际上是来自于中子辐照。
当前，人类在核聚变研究中主要采用的是氘-氚聚变反应，反应会生成携带了约14.1MeV能量的中子。
而中子因为不携带电荷，所以即使是再庞大的磁场，也无法控制中子，因此这些中子就会在如此高的能量下，直接撞在第一壁材料上面。
根据计算，14.1MeV下的中子，速度达到了大概约光速的16.83%。
自然而然，普通的第一壁材料根本无法承受的住如此可怕的中子撞击，很容易地就会在这种环境下变得坑坑洼洼，甚至是无比脆弱，极端情况下，哪怕是钨金属这种坚硬无比的材料，都可能被人一捏就碎。
而如何研究出这样的材料，全世界的科学家努力了不知道多久，却也未尝找到理想的材料。
大概也就科幻小说中的强相互作用力材料，才能够无惧中子辐照了。
因此，对于等离子体所这种研究可控核聚变的研究所来说，完全不像是研究其他领域的研究所那么吃香。
又不好出成果，想要达到最终目的就更是如同空中楼阁，难以实现。
“所以啊，我们就想和萧教授你达成合作，到时候有伱的名气帮忙，说不定上面就愿意拨给我们再建一座核聚变装置的设备了。”
黎江安说道：“而且到时候还有HTSC-1的份额，听说HTSC-1工厂，马上就要造好了，想要HTSC-1的单位，那也叫一个多啊，你们科大搞量子计算的那些人，还有高能物理所的人，还有……”
“还有军方那边，他们那叫一个狮子大开口啊，真的是不给我们这些研究所一点活路。”
旁边的赵展游这时候也说道：“就是啊，我们搞核聚变，好歹也是为了人类的未来做着贡献，人类文明能不能从0.7级升到1级，还得看咱呢，其他那些研究啥的，有个屁用啊！有咱的作用大？”
在场的人都是失笑了起来。
萧易也笑着摇摇头，但最后沉吟片刻后，却还是摇摇头，说道：“黎院士，不好意思，这件事情，我现在应该无法答应下来。”
黎江安面色未动，但是目光中还是露出了一丝失望和无奈。
他叹口气，说道：“好吧，我也知道这个请求是有点为难萧教授了。”
毕竟萧易也并不是研究他们核聚变的，拉着萧易过来，如果真的建成了，名义上似乎是属于科学岛实验室和他们等离子体所共同所有的，但实际上，也只有他们等离子体所有这方面的人才。
就算是萧易本身也没有研究过核聚变，又或者是核物理方面的研究。
更何况，他才刚刚想着要扩建科学岛实验室，也是要钱的，如果现在又因为等离子体所的事情去要钱，虽然他现在是个重要的人才，但显然上面也不会任由他要钱，这可不是几百万几千万的事情，而是几个亿的事情。
不过，萧易倒也并不是太过冷漠的人，终究人家也为他说过话。
所以，接着他便说道：“不过，除了这件事情之外，其他的条件我倒是可以答应。”
“比如到时候关于HTSC-1的份额，我可以帮你们多要一点。”
“虽然暂时造不了新的可控核聚变设施，不过HTSC-1想必也能够帮助你们进行一些模拟的实验，到时候发几篇顶刊应该是没问题的。”
听到萧易这么说，黎江安他们的眼前稍稍一亮，随后都是点了点头。
确实如此。
即使是不能造出新的托卡马克装置，但是如果能够拥有HTSC-1来帮助他们进行一些模拟实验的话，到时候随随便便发上几篇顶刊，十分容易。
比如列举一下HTSC-1的优秀性能对于实现核聚变的意义，随随便便就能够发上几篇nature、science这种级别的期刊，这种看起来很有噱头的论文，就是nature、science他们最喜欢的论文。
而且也不仅仅只是在核聚变上的意义，他们等离子体所，虽然主要是研究可控核聚变的，但是他们同样也研究其他和等离子体有关的问题。
在其他的这些问题中，或多或少地也都会涉及到和超导体有关的研究。
利用HTSC-1这种性能优越的超导体，同样能够帮助他们研究出一些能够发顶刊的成果。
而其他的研究所实验室什么的之所以想要争取HTSC-1的份额，也基本上都是因为这个原因。
反正能出成果，能够发论文，对于科研人员来说就是最大的好事情。
而接着，萧易又继续说道：“另外，除了这件事情之外，如果你们有什么需要帮助的理论方面的课题，我也可以试着研究研究，若是解决了，对于你们的研究来说，应该也会带来不少的帮助吧。”
听到他的这句话，黎江安他们都不由面面相觑了片刻。
萧易的这话，可真是充满了自信。
他们没有解决的问题，萧易觉得自己能够研究出来？
这个时候，赵展游就说道：“我这里正好有一个问题，从理论上来说的话，格林沃尔德极限是否已经无法再提升了？”
“格林沃尔德极限？”
萧易思索了一下，说道：“你指的是托卡马克装置中的一个物理参数么？”
“是的。”赵展游道：“格林沃尔德极限定义了托卡马克中等离子体的最大平均密度，如果在托卡马克中超过这个上限，等离子体会变得不稳定，从而影响核聚变反应的维持和效率。”
“本来，关于格林沃尔德极限，一直被认为是1988年由格林沃尔德分析出来的结果，不过2022年的时候，这个格林沃尔德极限又被向上提升了接近两倍的程度。”
“也就是说，在托卡马克装置中，我们在同样安全的程度下，可以添加更多的燃料，从而以更高功率运行，并且产生更高的能量。”
“那么这个极限是否还能够继续往上提升呢？”
听到这个问题，萧易来了兴趣。
嗯，经典的求极限问题。
虽然放在可控核聚变上的时候，这个问题就颇有点困难了。
“我知道了，这个问题我回去之后会进行研究的，如果有了结果，我会告诉你们。”
“好。”赵展游点了点头。
……接下来，萧易又在他们这边逛了逛，至于见证EAST点燃的这种事情，那就只能等之后有机会再来了。
人家总不能因为他过来参观，就把人造太阳搞出来嘛。
更何况这玩意儿开一次机，之后的维护那可叫一个麻烦。
除此之外，萧易也还逛了逛他们的食堂，观摩了一下他们这个食堂是怎么个规格。
他们科学岛实验室，现在可是急需一个食堂，不然的话，想要吃饭什么的都要往外面跑，很是不方便。
实验室里面也有不少人向他反映过这个问题了。
一直到吃过了午饭之后，萧易的这趟参观也就到此为止。
……
回到了科学岛实验室。
萧易在自己的办公室中，打开了电脑，先是查看了一下关于电子-界面反应迁移模型的态密度，以及薛定谔方程精确解都计算进度到哪了，看了一眼。
嗯……
估摸着今天晚上就能够计算出来了。
随后他不再多看，回想了一下赵展游给他说的那个问题。
“格林沃尔德极限么……怎么不叫格林德沃。”
心中一边吐槽一句，他一边开始搜集相关的资料。
很快，他便找到了2022年那篇论文。
“《基于边缘湍流传输的托卡马克密度极限标度及其对ITER的影响》……运用的是第一性原理方法，所以使用的也是计算方法得出的结果。”
“唔……所以最终也就是一个比较复杂的优化问题了么？”
萧易沉思了片刻。
“等离子体湍流……论文中使用的是一种简化的漂移-简化Braginskii流体模型来描述托卡马克边缘等离子体的物理过程。”
“虽然简化的程度比较高，但就从结果来说，还是比较精准的。”
“不过，如果能够利用更优秀的流体模型进行推测呢？”
萧易微微摇头，“真是没想到，这个结果居然一直等到2022年才诞生，估计也实在是因为之前研究核聚变的人太少了吧。”
就像是ITER，这个国际热核聚变实验堆计划组织，从1985年就开始有了提议，结果一直到2001年才算是完成了最终设计，之后又一直到2007年才正式开始了建设。
随后他也不再多想，开始搜集各种资料，既然是要解决问题，总要先从了解这个问题开始才行。
就这样，时间悄然过去。
……
三天之后，随着电子-界面反应迁移模型的相关计算正式完成，萧易也将这些计算结果融合进了这个模型之中，至此，这个用来描述界面反应过程中电子迁移行为的模型，总算是彻底完善了。
“搞定了。”
看着电脑上的这个模型，萧易嘴角一翘。
“接下来要做的就是，验证其准确性了。”
他当即便叫来了课题组的四个人，临时开了个组会。
“这几天，我们的目的是为了验证这个模型。”
站在小会议室的最前面，萧易打开了PPT，将电子-界面反应迁移模型展示了出来。
刘晓东四个人一脸懵逼。
模型？
什么模型？萧教授这几天忙的事情，就是这个模型？“我将其命名为电子-界面反应迁移模型，简写为EIRM。”
“其主要运用的是反应-扩散方程，并且通过将其优化，融合了薛定谔方程、界面态密度，以期来描述界面反应过程中电子迁移行为。”
“如果其能够实现精确的描述，也就能够在一定的程度上帮助我们对锂磷硫氯的优化。”
听到萧易的介绍，四个人顿时都瞪大了眼睛。
什么？！
描述电子迁移行为？而且还是专门针对界面上发生的过程？
天，他们的萧教授，这可真是不出手则已，一出手就吓死个人。
“好了，接下来我先把这个模型发给你们，你们了解一下，有什么问题就问我，之后就开始进行实验验证。”
随后，萧易就把模型发给了他们。
四个人立马都无比好奇地看了起来。
而越看，他们就越是激动。
“妙啊！”
“竟然能够求出电子在界面处薛定谔方程的解，这个电子波函数……也太精细了吧！”
“界面处的态密度是影响电子迁移的关键因素，这个模型把界面处电子能级的离散化效应也给恰当的容纳进去了。”
“还有……”
四个人惊叹个不停。
而且他们能够看出来的，也并不足够深刻，这个模型所涉及到的，更是远比他们想象的要深。
但不管如何，他们都得出了一个结论。
那就是——能行！“教授，我们看完了。”
“没有问题了吗？”
“没有了。”
萧易点头：“行，那就这样，现在去实验室，进行验证实验。”
“是！”
就这样，他们来到了各个实验室，开始验证。
利用扫描隧道显微镜和原子力显微镜等先进技术，直接观测电子在界面上的迁移路径，并与理论模型进行对比，而初次之外，还有电子迁移速率、态密度等各种验证手段。
大概几天之后。
随着所有的实验室完成。
看着最终报告上给出的结果，刘晓东他们都惊呆了。
“模型与实验误差，最高也就只有不到15%的差距，平均误差更是只有5%……”
“额滴神啊！”
他们感觉仿佛看到了计算材料的神。
(本章完)