Tecnologia avanzada del becario – Capítulo 521: El agua hirviendo es un desperdicio
Capítulo 521: El agua hirviendo es un desperdicio
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Lu Zhou pasó los últimos días asistiendo a reuniones.
Algunas fueron reuniones internas para el Instituto Jinling de Estudios Avanzados, otras para el Instituto de Investigación STAR Stellarator, y otras con las compañías que estaban cooperando con STAR …
Ya tenía un anteproyecto en su mente sobre cómo implementar un reactor de fusión nuclear controlable. Sin embargo, no pudo ejecutar este proyecto por su cuenta.
Fue el diseñador jefe y el responsable de este proyecto masivo. Por lo tanto, era su responsabilidad diseccionar este proyecto de investigación en múltiples secciones y subsecciones. Luego tuvo que asignar estos pequeños proyectos a varias organizaciones, identificar cualquier problema particularmente difícil y concentrar sus recursos en esos problemas.
Por ejemplo, al investigar la literatura relevante, uno podría descubrir que la Academia de Ciencias de China había llevado a cabo problemas de investigación como "reciclaje y limpieza de tritio y deuterio del escape de plasma" o "confinamiento seguro de tritio".
Por lo tanto, Lu Zhou no tuvo que repetir la investigación él mismo. Solo tenía que asegurarse de que las personas u organizaciones en estos campos de investigación tuvieran suficientes fondos de investigación para poder continuar su investigación y encontrar formas de implementar sus tecnologías en el stellarator.
En cuanto a los proyectos de investigación más difíciles como el "primer material de pared", "material de irradiación antineutrón", "proliferación y extracción de tritio" o "estancamiento de tritio", Lu Zhou quería entregarlos al Instituto Jinling para Estudio avanzado.
Tres días después del lanzamiento del proyecto.
En el Instituto de Investigación STAR Stellarator, Lu Zhou se reunió con el grupo de trabajo enviado por la Corporación Nuclear Nacional de China.
La persona a cargo del grupo de trabajo fue el académico Wang Zengguang, ingeniero jefe de la Corporación Nuclear Nacional de China. Este viejo académico había trabajado en la industria nuclear durante muchos años y tenía mucha experiencia en el diseño de reactores de fisión y generadores de energía nuclear.
Aunque su experiencia con los reactores de fisión no era totalmente aplicable a los reactores de fusión, ambos eran de energía nuclear, por lo que todavía tenían muchas similitudes.
Por ejemplo, el diseño del grupo electrógeno.
El viejo académico trajo un boceto de diseño sobre cómo convertir la energía térmica generada por el reactor en energía eléctrica.
El concepto de un reactor de muy alta temperatura podría implementarse en la máquina de fusión nuclear.
Sin embargo, Lu Zhou miró brevemente el boceto y lo dejó.
"Es un desperdicio hervir agua usando una tecnología tan avanzada".
El académico Wang: "Pero hay que admitir que el agua hirviendo sigue siendo la forma más eficiente".
Lu Zhou sacudió la cabeza y dijo: "No necesariamente".
El académico Wang no dijo nada. Esperó a que Lu Zhou continuara.
Sin embargo, Lu Zhou no dio una explicación. En cambio, tomó un pedazo de papel A4 de su escritorio. Luego tomó un bolígrafo y comenzó a dibujar en el papel.
Después de que su nivel de ingeniería alcanzara el nivel cuatro, podía sentir gradualmente los efectos de mejora de su nivel de ingeniería.
Si su nivel de matemáticas aumentó su intuición de números, su capacidad de calcular y su capacidad de aprender matemáticas, entonces su nivel de ingeniería no solo aumentó su capacidad de absorber conocimientos de ingeniería, sino que también fortaleció su capacidad de articular sus conceptos abstractos y su capacidad de transmitir gráficos y números.
Como ahora mismo.
Nunca había recibido capacitación formal para dibujar planos de ingeniería y solo había leído algunos libros de texto relacionados. Sin embargo, era como si los músculos en sus manos formaran un tipo de memoria muscular; Todos sus golpes fueron precisos y precisos.
El académico Wang miró el dibujo de Lu Zhou y entrecerró los ojos. Tenía una expresión de sorpresa en su rostro.
"¿Sabes cómo dibujar dibujos técnicos?"
"Realmente no." Lu Zhou sonrió y dijo: "Probablemente sea porque dibujé muchas imágenes cuando estaba investigando preguntas de topología".
El académico Wang no podía creer esta explicación.
Aunque nunca antes había estudiado matemáticas, era obvio que los dibujos matemáticos eran completamente diferentes a los dibujos mecánicos.
Sabía que sin unos pocos años de experiencia profesional, uno no podría dibujar estos dibujos.
A Lu Zhou no le importaba si el académico Wang le creía o no, no tenía que explicar estos asuntos sin importancia. Se estaba concentrando en su trabajo actual.
Primero dibujó un esquema simple del stellarator. Luego, describió una estructura simple del grupo electrógeno.
Cuanto más dibujaba, más claras eran las líneas. Cuando el académico Wang finalmente tuvo una idea aproximada de lo que estaba sucediendo, levantó las cejas.
"¿Poder ferrofluido?"
"Así es." Lu Zhou dejó de dibujar y miró el papel. Luego asintió con satisfacción y dijo: “Esto es lo mejor que puedo dibujar. Todavía no he hecho ningún diseño específico, así que me temo que tendrás que hacer el trabajo duro ".
Al igual que la fusión controlable, la tecnología de generación de energía ferrofluida no era un concepto particularmente nuevo. En realidad tenía una larga historia.
Mirando su cronograma, este concepto se propuso por primera vez junto con las “Plantas de energía de ciclo combinado de turbina de gas (GTCC)”.
En la década de 1980, la tecnología de energía eléctrica ferrofluida incluso se incluyó como un proyecto clave en el Programa 863. Se le dio la misma importancia que la del poder de fisión nuclear.
El nombre completo del Programa 863 fue el "Plan de desarrollo estatal de alta tecnología". Los proyectos incluidos fueron básicamente los temas candentes en la comunidad académica internacional en ese momento. Por lo tanto, fue fácil ver que la comunidad académica veía la energía ferrofluida como un área caliente.
Sin embargo, la situación cambió en la segunda mitad del siglo XX.
Las carreras de armamentos aeroespaciales y militares condujeron al rápido desarrollo de la tecnología de utilización de motores y gas. El GTCC se benefició en gran medida de este desarrollo, que lo llevó a ser el principal tipo de generador de energía.
En contraste, a pesar de que la tecnología de ferrofluido tenía una perspectiva más atractiva, era difícil de lograr debido a varias razones técnicas. Sus beneficios económicos tampoco pudieron mantenerse al día con la demanda del mercado. No hubo nada significativo durante décadas, por lo que fue gradualmente abandonado por la industria y la comunidad académica.
El académico Wang miró el dibujo y sacudió la cabeza. "Perdóname, pero la tecnología de generación de energía ferrofluida no es perfecta, me temo que no es una opción adecuada. Los reactores de fisión nuclear del mundo se basan principalmente en reactores de agua a presión. Nunca he oído hablar de ninguna planta de energía nuclear que esté utilizando tecnología de generación de electricidad ferrofluida ".
Lu Zhou sabía que el académico Wang diría esto, por lo que sonrió y continuó: "Ese podría ser el caso de la fisión nuclear, pero no es cierto para la fusión nuclear".
"¿Oh si?" El académico Wang parecía divertido, y miró a Lu Zhou mientras preguntaba: "¿Por qué dices eso?"
Lu Zhou: “La dificultad de la generación de energía ferrofluida es la parte de ionización de gas. Es difícil calentar el haz de gas a 2.000 grados Celsius y formar un haz de plasma. Incluso si esto es posible, este proceso generará un gran desperdicio de energía térmica. Es difícil lograr más del 20% de eficiencia del ciclo con la tecnología de energía eléctrica ferrofluida … ¿Estoy en lo cierto? "
El académico Wang asintió y dijo en un tono serio: "Eso es lo esencial".
Aunque hubo otros problemas, este problema fue sin duda el más importante.
Había generadores de energía eléctrica ferrofluida en el mercado, por lo que muchos laboratorios tenían la capacidad de fabricar uno. Algunos funcionaban con carbón, mientras que otros funcionaban con combustible. Sin embargo, nadie pudo lograr una eficiencia de conversión de energía de más del 20%.
Pero si fue fusión nuclear …
"En el caso de la fusión nuclear, este problema no existe". Lu Zhou miró la expresión confusa del académico Wang y sonrió cuando dijo: "Después de todo, los desechos nucleares generados por la fusión nuclear en sí misma son gas helio, que tiene miles de millones de grados de calor".
La expresión del académico Wang hizo un cambio sutil, e inmediatamente miró el boceto antes de darse cuenta rápidamente de lo que estaba sucediendo.
Todos sabían que el principio de la energía eléctrica ferrofluida era calentar un gas ionizado a una temperatura de 2,000 grados. Luego ionizarían el gas en un haz de plasma conductor antes de cortar las líneas de fuerza magnéticas para generar una fuerza electromotriz inducida.
¡El helio generado por la reacción de fusión en el stellarator mismo tenía la forma de plasma de cien millones de grados!
En otras palabras, no tenían que gastar energía para calentar el gas ionizado; ¡podrían utilizar el plasma que transportaba estas enormes cantidades de energía!
El uso de esta tecnología en generadores de carbón o gasolina fue sin duda un desperdicio. Sin embargo, ¡fue hecho básicamente para energía de fusión nuclear!
Sería un desperdicio completo usar el plasma de alta temperatura para hervir agua.
El académico Wang seguía mirando el boceto, y había un destello de emoción en sus ojos.
Miró a Lu Zhou y dijo en un tono cauteloso: "Tiene sentido … Y esto es teóricamente posible. Sin embargo, no puedo darte una respuesta definitiva en este momento. Tengo que discutir con los otros expertos en el grupo de trabajo ".
Luego volvió a mirar el boceto en el papel.
"¿Puedo llevar este dibujo técnico conmigo?"
"Por supuesto que puedes", dijo Lu Zhou, "espero escuchar buenas noticias tuyas".
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