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钱学森创建的“物理力学”(2)

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  • 2019-08-06 18:48:02

        钱学森创建的“物理力学”(2)

   ((1))

因在研制氢弹时对光子在激发聚变核反应的重要作用,以及后来,在力学研究所研制大功率激光器,对激光有关规律的了解、掌握,特别是,从东方超环(EAST)超导托卡马克装置,和美国加利福尼亚州利弗莫尔国家点燃实验设施的情况,分析,可见:托卡马克和激光束内聚约束,实际上都已能实现受控核聚变,只是受限于稳定运行时间短、释放能量受限。

究其原因,除对于托卡马克,还有结构复杂、核聚变反应物质距约束设施较近,会较快提高后者的温度、压强,而失效外,都是因为,核聚变反应到一定能量时,其辐射的粒子,特别是辐射热能到达约束设施,会使其受到损毁,而不得不停止运行。

只有再设计更大的器件,使其达到控核聚变稳定运行时间足够长,能有效释放应有的能量。

目前这两种方法,都是核聚变反应物质,全部被包围于约束设施之内,在运行过程中无法添加;只有停止运行后才能添加。而多有不便于连续运行。

本人曾有博文“激光内爆核聚变发电方案就提出了用“物理力学”方法设计方案

http://blog.sciencenet.cn/blog-226-830966.htm

根据2014212日发表在《自然》周刊网站报告的,美国加利福尼亚州利弗莫尔国家点燃实验设施进行的两次实验结果的数据,提出了一个:

“在直径10米靶室的30厘米厚的混凝土墙均匀分布的洞内,采用192个激光束500万亿瓦功率的激光脉冲和氘、氚,核聚变原料(总量相当于前述实验的中心小球),保证氘、氚混合体运行达到中心后,其压强和温度达到核聚变的温度和压强,而能充分有效地聚变反应,释放能量。

当中心区域发生核聚变后,就还要同时计算各时刻产生的能量和向外传送过程中,对各处压强,温度的影响。直到达到墙体处,保证压力和温度不致损坏墙体和设备器件,并有足够的能量持续不断稳定地聚变、释放能量,供给环绕墙体处,发电机接受其热能的器件,用于发电。

能持续不断的更新补充供应核燃料,并控制释放的能量,使传播到靶室墙体处的压力和温度不致损坏墙体和设备器件。”的设计方案。

 后又有进一步的改进方案:

激光内聚氘氚聚变发电解决人类能源的设计方案

http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1033871.html

只需一根头发丝直径的氘、氚核聚变原料丝从靶室顶端垂到中心,192个激光束500万亿瓦功率的激光脉冲全部均匀分布在与核聚变原料丝正交的靶室圆周上,射向中心。

随着中心处的核聚变原料反应消耗,核聚变原料丝不断下降补充,而连续不断地供给环绕墙体处接受热能用于发电的器件。

为此,必须创制出所用核聚变原料从“室温、常密度到核聚变反应后的温度、密度”的整套状态方程,计算出中心处的核聚变原料在激光作用过程中各部分状态的变化过程,以及达到核聚变反应后,发出的高能粒子、光和热辐射。

就能,也才能,计算调节确定核聚变原料丝的直径和下降补充的速度,而能连续不断地稳定供给环绕墙体接受热能用于发电的器件。

至于“托卡马克约束器件”,就因其结构复杂、核聚变反应物质距约束设施较近,而且,难于连续供应核聚变反应物质,而不能如此解决。

这一方案应是解决人类能源的最佳设计方案。

其中的关键核聚变材料、强激光器、所用核聚变原料从“室温、常密度到核聚变反应后的温度、密度”的整套状态方程、和有关系数、内爆的整套运行方程、程序,咱们都已全面掌握。

希望有关领导,尽快组织有关力量、及早具体设计、实现。

http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1104589.html

这些,都充分反映了《物理力学》的基本方法、实际作用和显著效果。

1.    中国科学院力学研究所研制气动激光器、激光的广泛应用,和研究激光物理学

钱学森创办的,我们的,力学所,是我国导弹、航天的发源地。现在,在怀柔的基地,还保留着当年实验、研究的记忆。

70年代的上个世纪,就在这个孕育我国导弹、航天的原始基地,为了应对所谓“星球大战”,又萌发了激光反导和应用激光这个研究集体。

我们原本分别从事物理和力学的人员,来自各地、不同单位,聚集到一起,为了一个共同的目的:研制高能激光器,献身我国的高科技。

从气动喷管、气体管道、测试,磨片、镀膜、光腔设计、到激光物理、模拟计算、理论分析。形成了一整套完整的研制体系。

我们也逐步磨合、形成了团结、和睦,积极、奋进的战斗集体。

由于我们力学所,有气动喷管、燃烧等方面的专长设计,很快就获得了“气动激光”首次出光的全国第一。我们的工作也成为了国家的重点课题。

进而有铜制水冷散热、金质镀膜镜片和改进的光腔设计,,,, ,就迅速从烧穿复写纸上一个小孔的初次出光;发展到能在厚钢轨上击穿一个大洞的,3万瓦激光输出的较大功率。不少相应的单位,常来交流、讨论、学习。

在老所长钱学森《物理力学》原则的指导下,我们创建了气动激光理论设计的全部模拟计算、理论分析。可具体给出:根据,原料成分、喷管设计,产生的布居数反转,和光腔设计得到的光束模式和强度,以及输出激光的功率、光束的模式,能具体判定器件设计的实际功能优劣。

还能给出:输出的激光在传输过程中的衰减变化,和相应的修正。

对我们所采用的与激光气体流动方向垂直折叠的小型光腔的理论计算与实际采用的光腔所输出的3万瓦,完全相符,并表明:如果改换为沿流动方向折叠的大型光腔,就可达9万瓦。

表明实际科技,已达国际先进水平。

并获得了提高光束质量和远程传输的许多重要规律。

后因,考虑到气动激光是10.6微米的远红外波长,很容易被水分吸收的缺点,特别是,大器件,大量排放二氧化碳,造成的空气污染,不宜在北京市内进行试验,而停止。

由于有了物理力学研制激光器的整套方法,就又承担完成大连化物所863任务,“氧碘激光腔设计”和“氧碘激光振荡器与放大器的比较分析”两项研究报告的协作课题、承担合肥光机所863任务的激光传输课题、为传播相关技术,发展相关器件,做出了贡献。

我们的任务也在不断地丰富、转移,更广泛的发展应用激光和激光理论的研究:用“物理力学”设计各相应的控制激光运行方案,增强火车轮箍耐磨、汽车钢板毛化、滑膛炮筒耐用性显著提高、创制高电压测量仪器,…, 完成了数十项重大科研任务、国家自然科学基金项目、和国家科技专利,发表了数百篇学术论文,  …  , 配合兄弟单位完成了多项863任务的协作课题。

   (未完待续)

   本文在科学网http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1192693.html


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电子有n、S极磁性同极相斥、异极相排列顺序不变,“光”的运动形式“热胀”的结果,磁场磁力线的磁结构体系“漩涡”物理反应由螺旋运动为“热胀”的扩散加快走近路的电子有n、S极磁性的物理反应。

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电子有n、S极磁性螺旋电压、电流、电阻的摩擦生“热”能击穿电阻的绝缘超越磁场磁力线层次,超近路热胀扩散上升突破地球磁力线的绝缘层次,类似“燃烧”、“台风”的形成,热胀扩散的速度达电子n、S极磁性同极相斥、异极相吸的排列运动速度,磁力线的势能n、S极直线射流就是“光”的形成。例如导体“保险丝 ”超越电流熔化发生爆炸的结果发出“光”。“激光”不过电子n、S极磁性的排列顺序纯净质量延n、S极的电子n、S磁性的电流能量输出而已。

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