第619章 仿星器還是全超導托卡馬克？
回到別墅之後，趙陽直接下到地下室。
小新已經把他之前布置的任務跑完了，屏幕上排列著一組組的數據和分析結果。
大概看了一眼之後，趙陽讓小新根據新的數據，繼續做實驗。
吩咐完以後，趙陽在椅子上坐下來，把龍科院那邊送來的可控核聚變研究資料調出來，從頭到尾過了一遍。
這些資料很全，從最早的托卡馬克裝置設計到最新的等離子體約束實驗數據，龍科院在聚變方向的積累幾乎都在這裡了。
趙陽花了一整天時間看完，然後讓小新開始建模，利用量子計算機的超強算力進行推導。
推導的過程比預想的要久。
托卡馬克的磁場位形有一個根本性的問題，等離子體在環形磁場中運行時會產生一種叫做「撕裂模」的不穩定性。
磁場線在等離子體內部會自發地重新連接，導致約束性能急劇下降。
為了抑制這種不穩定性，托卡馬克需要施加額外的旋轉力矩或者使用複雜的反饋控制系統，但這又會消耗大量的能量，降低整體效率。
趙陽在推演了托卡馬克的幾種改進方案之後，把注意力轉向了仿星器。
仿星器和托卡馬克一樣都是環形磁約束裝置，但兩者的磁場產生方式完全不同。
托卡馬克的磁場由等離子體內部的電流和外部線圈共同產生，而仿星器的磁場完全由外部複雜的線圈陣列產生。這意味著仿星器不需要在等離子體內部驅動電流，從而從根本上避免了撕裂模的問題。
更關鍵的是，仿星器的等離子體約束性能對磁場誤差不敏感，不需要像托卡馬克那樣頻繁地調整線圈電流來維持穩定。這意味著仿星器的運行更穩定，對材料的要求也更低。
趙陽讓小新把仿星器的磁場位形優化了一輪，從標準的旋轉變換到更複雜的准軸對稱和准等動約束方案，每一種都跑了完整的等離子體穩定性分析。
量子計算機的算力在這種高維優化問題上發揮了極大的優勢，傳統超算需要幾個月才能跑完的參數掃描，小新幾天就跑完了。
最終選定的方案是一種准軸對稱的仿星器構型，磁場強度適中，對超導線圈的加工精度要求比傳統仿星器低不少。
薛其坤團隊的高溫超導材料正好可以滿足這種構型的需求。
做好方向性的東西之後，趙陽開始組建可控核聚變課題組。
他帶著薛其坤第二天直接飛到了廬州。
廬州科學島在規劃上足足會興建三個可控核聚變堆，這地方也是龍科院的地盤。目前科學島的主要負責人是張院士和萬院士，兩個人都是在聚變領域幹了大半輩子的老專家。
趙陽剛到廬州，幾人就親自來迎接。
「趙副院長，歡迎歡迎！」
張院士走在前面，伸手跟趙陽握了握。他六十出頭，頭髮花白但精神很好，穿著一件深藍色的夾克，說話的時候語速偏慢。
「這位是萬院士，科學島這邊聚變工程的總負責人。」
萬院士比張院士年輕幾歲，戴著金絲邊眼鏡，身形偏瘦，握手的時候力道很足。
「趙副院長，久仰大名，你在超導材料和原子鍵合上的工作，對我們聚變裝置的磁體設計幫助很大。」
「萬院士過獎了。」
趙陽笑著回應了一句，又轉頭跟薛其坤介紹了一下。
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薛其坤跟兩位院士之前在學術會議上見過幾次，算是熟人，寒暄了幾句之後氣氛就熱絡了起來。
幾個人上了科學島內部通勤車，沿著環島公路往實驗區方向開。道路兩側是成片的綠化和一些低矮的辦公樓，遠處能看到幾座大型實驗廠房的輪廓。
萬院士給趙陽大概介紹了一下目前EAST裝置的進展。
EAST是全超導托卡馬克核聚變實驗裝置，也是龍國在聚變方向最主要的實驗平台。
最近一輪實驗實現了超過一千秒的高約束模式等離子體運行，創造了新的世界紀錄。
但萬院士也坦言，目前托卡馬克路線遇到的瓶頸越來越明顯了，等離子體電流驅動消耗了太多能量，淨能量增益始終上不去。
「我們現在的Q值離一還有不小的距離，而且每提高一點都特別困難，裝置本身的參數已經調到極限了，材料也在承受範圍邊緣。
如果繼續沿著托卡馬克路線走，可能需要更大的裝置和更強的磁場，投資規模會成倍增長。」
萬院士說到最後輕輕嘆了口氣。
趙陽聽完之後沒有立刻接話。
他看著遠處EAST裝置廠房的巨大輪廓，腦子裡開始快速思索後續的規劃。
來到科學島以後，趙陽被安排在一間會議室里跟幾位核心研究人員見了面。
會議室里坐著七八個院士和資深研究員，牆上掛著一幅EAST裝置的剖面圖，旁邊標註著密密麻麻的參數和運行曲線。
趙陽站在投影幕布前面，把小新跑出來的等離子體穩定性分析數據投到屏幕上，每一組曲線都標註了對應的磁場參數和約束時間。
「按照我的理論研究，目前來看仿星器路線的優勢很明顯，不需要等離子體電流驅動，能夠避開撕裂模問題，並且對超導線圈的加工精度要求也比傳統仿星器低不少，我們自己的高溫超導材料可以滿足。
而且因為不需要驅動電流，運行時的能量消耗比托卡馬克低很多，更容易實現淨能量增益。」
趙陽說完之後會議室里安靜了好一會兒。
七八個院士互相看了看，表情都不怎麼好看。
然後一位頭髮花白的老院士開口了。
他姓周，做了一輩子托卡馬克實驗研究，在聚變領域德高望重。
「趙副院長，你的分析很有道理，但你可能對我們的實際情況不太了解，我們整個團隊在托卡馬克上積累了三十多年的經驗，從裝置設計到等離子體控制到診斷系統，全都是圍繞托卡馬克建立的，在仿星器上我們幾乎沒有積累。」
他停了一下，看著趙陽，表情凝重的說到。
「從頭做仿星器，意味著我們要重新搭建整套設計體系，重新開發控制算法，重新驗證所有關鍵部件，這個投入太大了，我們在托卡馬克上已經投入了這麼多，現在轉向仿星器，那之前的工作，之前投入的資金就全打水漂了！
趙副院長，這可不僅僅是錢的問題，您這是在摧毀掉我們這麼多年研究的榮譽感！」
小新已經把他之前布置的任務跑完了，屏幕上排列著一組組的數據和分析結果。
大概看了一眼之後，趙陽讓小新根據新的數據，繼續做實驗。
吩咐完以後，趙陽在椅子上坐下來，把龍科院那邊送來的可控核聚變研究資料調出來，從頭到尾過了一遍。
這些資料很全，從最早的托卡馬克裝置設計到最新的等離子體約束實驗數據，龍科院在聚變方向的積累幾乎都在這裡了。
趙陽花了一整天時間看完，然後讓小新開始建模，利用量子計算機的超強算力進行推導。
推導的過程比預想的要久。
托卡馬克的磁場位形有一個根本性的問題，等離子體在環形磁場中運行時會產生一種叫做「撕裂模」的不穩定性。
磁場線在等離子體內部會自發地重新連接，導致約束性能急劇下降。
為了抑制這種不穩定性，托卡馬克需要施加額外的旋轉力矩或者使用複雜的反饋控制系統，但這又會消耗大量的能量，降低整體效率。
趙陽在推演了托卡馬克的幾種改進方案之後，把注意力轉向了仿星器。
仿星器和托卡馬克一樣都是環形磁約束裝置，但兩者的磁場產生方式完全不同。
托卡馬克的磁場由等離子體內部的電流和外部線圈共同產生，而仿星器的磁場完全由外部複雜的線圈陣列產生。這意味著仿星器不需要在等離子體內部驅動電流，從而從根本上避免了撕裂模的問題。
更關鍵的是，仿星器的等離子體約束性能對磁場誤差不敏感，不需要像托卡馬克那樣頻繁地調整線圈電流來維持穩定。這意味著仿星器的運行更穩定，對材料的要求也更低。
趙陽讓小新把仿星器的磁場位形優化了一輪，從標準的旋轉變換到更複雜的准軸對稱和准等動約束方案，每一種都跑了完整的等離子體穩定性分析。
量子計算機的算力在這種高維優化問題上發揮了極大的優勢，傳統超算需要幾個月才能跑完的參數掃描，小新幾天就跑完了。
最終選定的方案是一種准軸對稱的仿星器構型，磁場強度適中，對超導線圈的加工精度要求比傳統仿星器低不少。
薛其坤團隊的高溫超導材料正好可以滿足這種構型的需求。
做好方向性的東西之後，趙陽開始組建可控核聚變課題組。
他帶著薛其坤第二天直接飛到了廬州。
廬州科學島在規劃上足足會興建三個可控核聚變堆，這地方也是龍科院的地盤。目前科學島的主要負責人是張院士和萬院士，兩個人都是在聚變領域幹了大半輩子的老專家。
趙陽剛到廬州，幾人就親自來迎接。
「趙副院長，歡迎歡迎！」
張院士走在前面，伸手跟趙陽握了握。他六十出頭，頭髮花白但精神很好，穿著一件深藍色的夾克，說話的時候語速偏慢。
「這位是萬院士，科學島這邊聚變工程的總負責人。」
萬院士比張院士年輕幾歲，戴著金絲邊眼鏡，身形偏瘦，握手的時候力道很足。
「趙副院長，久仰大名，你在超導材料和原子鍵合上的工作，對我們聚變裝置的磁體設計幫助很大。」
「萬院士過獎了。」
趙陽笑著回應了一句，又轉頭跟薛其坤介紹了一下。
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薛其坤跟兩位院士之前在學術會議上見過幾次，算是熟人，寒暄了幾句之後氣氛就熱絡了起來。
幾個人上了科學島內部通勤車，沿著環島公路往實驗區方向開。道路兩側是成片的綠化和一些低矮的辦公樓，遠處能看到幾座大型實驗廠房的輪廓。
萬院士給趙陽大概介紹了一下目前EAST裝置的進展。
EAST是全超導托卡馬克核聚變實驗裝置，也是龍國在聚變方向最主要的實驗平台。
最近一輪實驗實現了超過一千秒的高約束模式等離子體運行，創造了新的世界紀錄。
但萬院士也坦言，目前托卡馬克路線遇到的瓶頸越來越明顯了，等離子體電流驅動消耗了太多能量，淨能量增益始終上不去。
「我們現在的Q值離一還有不小的距離，而且每提高一點都特別困難，裝置本身的參數已經調到極限了，材料也在承受範圍邊緣。
如果繼續沿著托卡馬克路線走，可能需要更大的裝置和更強的磁場，投資規模會成倍增長。」
萬院士說到最後輕輕嘆了口氣。
趙陽聽完之後沒有立刻接話。
他看著遠處EAST裝置廠房的巨大輪廓，腦子裡開始快速思索後續的規劃。
來到科學島以後，趙陽被安排在一間會議室里跟幾位核心研究人員見了面。
會議室里坐著七八個院士和資深研究員，牆上掛著一幅EAST裝置的剖面圖，旁邊標註著密密麻麻的參數和運行曲線。
趙陽站在投影幕布前面，把小新跑出來的等離子體穩定性分析數據投到屏幕上，每一組曲線都標註了對應的磁場參數和約束時間。
「按照我的理論研究，目前來看仿星器路線的優勢很明顯，不需要等離子體電流驅動，能夠避開撕裂模問題，並且對超導線圈的加工精度要求也比傳統仿星器低不少，我們自己的高溫超導材料可以滿足。
而且因為不需要驅動電流，運行時的能量消耗比托卡馬克低很多，更容易實現淨能量增益。」
趙陽說完之後會議室里安靜了好一會兒。
七八個院士互相看了看，表情都不怎麼好看。
然後一位頭髮花白的老院士開口了。
他姓周，做了一輩子托卡馬克實驗研究，在聚變領域德高望重。
「趙副院長，你的分析很有道理，但你可能對我們的實際情況不太了解，我們整個團隊在托卡馬克上積累了三十多年的經驗，從裝置設計到等離子體控制到診斷系統，全都是圍繞托卡馬克建立的，在仿星器上我們幾乎沒有積累。」
他停了一下，看著趙陽，表情凝重的說到。
「從頭做仿星器，意味著我們要重新搭建整套設計體系，重新開發控制算法，重新驗證所有關鍵部件，這個投入太大了，我們在托卡馬克上已經投入了這麼多，現在轉向仿星器，那之前的工作，之前投入的資金就全打水漂了！
趙副院長，這可不僅僅是錢的問題，您這是在摧毀掉我們這麼多年研究的榮譽感！」