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碧蓝航线装备档案【ALEF---ED044,FSTTR-44型聚变能源核心】

2020-04-20 16:53 作者:MARK015  | 我要投稿

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【主目录:碧蓝航线档案库,装备档案】

【子目录01:基本装备】

【子目录02:能源装置】

【子目录03:FSTTR-44系列聚变能源核心】

【基本信息】

装备名称:FSTTR-44型聚变能源核心(Full Superconducting Tokamak Thermonuclear Reactor,FSTTR)

类型:基本装备

所属阵营:碧蓝航线

生产商:碧蓝航线前沿科学与先进技术研发实验室

研发日期:1978年12月5日

生产日期:2010年6月28日至今

 

部分规格:

长:40米

宽:20米

高:4米

重量:445吨

操作人员:自动/1人(手动操作时)

结构:钨偏转器结构

运行模式:低动量注入运行模式(射频波主导)

 

部分性能参数:

核心温度(摄氏度):2.8亿

Q值:6.8

稳态电压调整率(%):≤±1

常用功率:500w kW

电压波动率(%):≤±0.2

备用功率:750w kW

瞬态电压调整率(%):﹢20~﹣15

额定功率因数:COSΦ=0.4(滞后)

电压稳定时间(s):≤0.2

额定输出电压:40kV/23kV

稳态频率调整率(%):≤±0.5

频率波动率(%):≤±0.2

瞬态频率调整率(%):﹢10~﹣7

频率稳定时间(s):≤0.5

启动控制方式:自动

原料类型:轻原子核

噪声(LP7m):35dB(A)

 

注:类型为“基本装备”的装备将不会被统计在普通装备中。(也就是那些游戏里能看得到而且能装能拆的那一种。)

 


装备概述:

可控核聚变技术的研发过程,包括前期的理论储备等工作,从塞壬降临前就开始了。然而要算取得了真正的突破,那还是在人类开始解析第一个心智魔方以后。

核聚变的原理很简单,就是将两个较轻的原子核聚合成一个较重的原子核,并且释放出远比核裂变要强大的能量,但问题是:如何控制这会毁灭一切的能量。

早在1933年,人们就在实验室里通过加速器加速原子实现了核聚变,然而这样得到的能量还比不上加速原子消耗的能量,想要对外输出能量根本不可能。

对心智魔方的解析带来了被称为“托克马克”的受控核聚变装置。它的名字(Tokamak)来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)几个俄语单词。

从它的名字当中,我们就得以一窥控制核聚变的方法。

核聚变有两个前提条件,一是要有轻质原子核,二是核聚变反应要在数千万乃至上亿度高温下才能进行。

但问题是,如此高的温度,只有在恒星的内部才能达到,而且,人类目前能生产出的所有材料的化学结构都无法经受住如此高的温度。

但托克马克装置巧妙地避开了这一曾经困扰科学家们许多年的问题。

既然实体物质不行,就用看不见摸不着的磁场来约束。

这就是托克马克的基础设计思想。

利用能产生出强烈磁场的线圈,约束并加热位于环形真空腔室内部的等离子体,不仅引发核聚变反应,而且让反应始终维持在腔室内部,继而实现了对聚变反应的控制。

最先开发出“托克马克”装置的,是对心智魔方有相当激进研究的北方联合。1968年8月份,在北方联合新西伯利亚召开的第三届等离子体物理和受控核聚变研究国际会议上,北联科学家阿齐莫维齐宣布在T-3托卡马克上实现了电子温度 1 keV,质子温度 0.5 keV,nτ=10的18次方m-3.s,这是人类受控核聚变研究的重大突破。

此后在多个国家的鼎力合作下,托克马克装置迅速发展,终于,在1985年,第一代的实用性超导托克马克聚变反应堆终于在北方联合问世。这世界上第一座聚变反应堆机组,被部署在了北联境内的切尔诺贝利核电站。

人类从此获得了一种清洁、安全且原料取之不尽的理想能源。

第一代的反应堆体积庞大,占地足足有几平方公里,而且效率也很低,可靠性也不佳,但它至少代表着人类的突破。在此后的时间里,受控核聚变技术不断发展。聚变装置的体积也在不断变小,效率提高的同时也大大提升了可靠性。

为了整合各国技术成果和科研力量,在北方联合部署了他们的第一座聚变反应堆后,由碧蓝航线主导的“国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)计划”正式启动,这是直到目前为止全球规模最大,影响最为深远的国际科研合作项目。其目的是建造更加高效、清洁且安全的核聚变反应堆。

在该计划框架下,碧蓝航线前沿科学与先进技术研发实验室启动了将要被作为国际标准的“下一代聚变能源核心(Next Generation Fusion Energy Cores,NGFEC)”计划,其成果就是FSTTR(全超导热核聚变堆,Full Superconducting Tokamak Thermonuclear Reactor,FSTTR)系列钨偏转器非圆截面聚变反应堆。

今天FSTTR的基础结构来源于东煌的国家大科学装置“人造太阳”。也就是EAST(全超导托卡马克(EAST)东方超环,Full superconducting tokamak (EAST) Oriental super ring),是在其基础上改进而来的第三代钨偏转器非圆截面聚变反应堆。具有体积小,用料少,输出能量高,可靠性强,便于维护等特点。

作为FSTTR舰载型中最大的44型,该型号是为战列舰和航空母舰级的大型舰船所准备的,不管是电磁轨道炮还是电磁弹射器,都需要比一般设备更多的电能,因而这一型反应堆体量也会比它的兄弟们大一圈。

同为FSTTR舰载型家族的36型则是为巡洋舰级的中型舰船准备的,而同样,还有为驱逐舰级小型舰船准备的24型。

而在一般指挥官所不知的领域,FSTTR家族的成员也在其他领域发光发热。有用于人类太空计划,安装在同步轨道卫星上的型号,有用于核电站,为国家电网输入澎湃电量的民用型,也有安装在实验室中,以超高温和超强磁场等特点为特化的实验型。

44型反应堆于2017年走出实验室,随即投入生产,今天,它是世界上绝大多数大型舰船的标准配置。我们认为,在更加先进的元素嬗变反应堆所问世之前,它应当就是目前功率最强,可靠性最佳的理想型舰船能源装置了。

与设定中不一样的是,人类至今仍然没能完全掌握可控核聚变技术,ITER也不由碧蓝航线主导(笑),不过,咱们的EAST的确为ITER做出了卓越贡献这点倒是没错。2017年7月,EAST实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。

让我们为“东方超环”欢呼!

加油!中国的可控核聚变!

来自东方的“人造太阳”---EAST实验装置


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