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第571章 烛龙


烛龙的磁喷管试验段第一次点火,是在一个刮着沙尘的傍晚。

试车区在装配大厅北侧,用一道三十厘米厚的混凝土隔墙与主厂房隔开。

隔墙上嵌着防爆玻璃观察窗,但真正做束流实验的时候,没几个人敢站在窗边。

高速等离子体射流穿过磁喷管喉部时,会发出一种极尖利的高频噪声,像用指甲刮过整块钢板,听到的人后槽牙都发酸。

资历深一点的工程师都管这声音叫“龙的尖叫”。

主控室里,韩熹站在最前面,身上的工装夹克洗得发白,袖口沾着不知道哪次实验蹭上的真空脂。

他盯着屏幕上喷管喉部的磁场位形曲线,呼吸又轻又慢,仿佛怕自己喘口气都能把参数吹歪了。

“磁体电流到多少了?”他问。

“主线圈到额定值百分之八十七,喉部校正线圈到百分之九十一。”王凯坐在控制台前,十根手指在键盘上飞快地敲着,“等离子体密度还在爬,压力稳定。”

“束流诊断就绪没有?”

“高速相机就绪,探针已伸入试验段。”陈启的声音从后面传来,“采样频率一百五十千赫兹,图像链路稳定。”

韩熹盯着屏幕又看了几秒,偏过头,看了一眼旁边坐着的肖宿。

肖宿的视线落在一张束流发散角的预测曲线上,没说话,只轻轻点了一下头。

“点火。”韩熹按下通讯键。

烛龙尾部那套缩小比例的环形磁镜喷管里,第一团等离子体被注入。

先是一道极细的蓝白色光带从喉部亮起来,随后在磁场的引导下迅速拉长,像一根被磁力线捋直了的发光细丝。

那根细丝在喷管出口处炸开,变成一蓬蓝紫色的锥形火焰,打在试验段的石墨靶板上,发出沉闷而连续的轰响。

主控室里所有人都盯着屏幕。

束流发散角曲线在顶部跳了几下,从设计值的三点七度一路飙高,最高时甚至冲到了十度以上。

高速相机传回来的图像上,喷出的束流像一条被风吹乱的飘带,边缘处全是细密的亮纹。

“发散角九点六度,还在飘。”王凯声音发沉。

“喉部电场梯度有突变!”陈启喊了一声,把一张电场强度云图切到了主屏上。

图像上,喷管喉部偏下的位置有一小片区域被标成深红色,像一颗嵌在磁场里的火疖子。

韩熹皱紧了眉。

他早就预料到这次实验不会轻松了。

烛龙的缩比模型让离子回旋半径和喷管喉部宏观尺寸的比值发生了本质变化,原来在夸父上那套连续介质模型已经不管用了。

肖宿虽然给出了动理学修正项的方向,但是具体的积分核和边界标定还需要大量实验数据来校准。

“看起来还是动理学修正项的参数问题。”韩熹低声说,“喉部那里应该有离子回旋运动叠加在宏观流场上,导致局部电场畸变。”

“束流出口震荡,靶板束斑边缘破裂。”王凯补充道,“有点像模态耦合引起的束流不稳定。”

就在这时,肖宿站了起来。

他走到陈启身后,低头看了一眼那张电场云图,然后说:“把高频探针在喉部第2段的时频图调出来。”

陈启立刻调出图像。

屏幕上出现了一组快速滚动的时频分布图,明亮的光斑在特定频率带上来回跳跃,有的清晰,有的模糊,像暴雨天里被风吹乱的雨线一样。

肖宿盯着那幅图看了几秒,用手指在屏幕上一块区域画了一下,

“喉部第2段对高的那一片,频率落在离子回旋频率附近。束流在喉部已经开始共振,离子回旋运动的相位不再随机了,而是被磁场扭曲累积成了一种带电粒子束的集体模式。”

韩熹神色一紧:“离子回旋共振?”

“对。”肖宿说,“缩比之后,磁场梯度变陡,离子在喉部停留时间变长,回旋相位开始同步,束流就通过共振吸收了磁场的能量,看起来像电场突变。”

“你的动理学修正项里没有把这个共振项写进去。”

韩熹只觉得头皮发麻。

离子回旋共振在聚变等离子体研究里并不陌生,但是谁也没往这个方向想过。

因为传统的托卡马克里,壁面距离远,磁场梯度缓,回旋相位同步效应通常弱到可以被忽略。

但到了烛龙这种压缩尺寸下,这种效应被放大了几十倍,竟然成了束流发散角失控的根源。

“那动理学修正项要加一项回旋相位同步的源项?”韩熹问。

“不错,而且不能只加一次。”

肖宿说,“相位同步度是随着磁场曲率累积变化的,要写成一个沿束流方向的演化方程。”

“你要做的是把离子分布函数在回旋相空间上的演化方程和磁流体方程耦合,而不是简单地把修正当成一个静态度。”

他说完,又补了一句:“这个演化方程的核函数我有把握,明天给你。你今晚先把喷管不同位置的时频数据整理出来,我要根据数据标定那个共振项的系数。”

韩熹深吸一口气,点头:“好,我亲自整理。”

实验结束之后,束流实验组连夜把数据拉了清单,高速相机、探针信号、电场云图,每一项都按喷管位置和时间分好,送到肖宿的临时办公室里。

肖宿坐在桌边,先把那组时频图在屏幕上依次排开。

喷管从入口到出口一共分了六个测量段,每段的时频图都显示在单独的窗口里。

他的目光像在扫一条流水线,从喉部第1段一直看到第6段。

第1段还算安静,频谱能量集中在比较低的范围。从第2段开始,离子回旋频率附近冒出了光斑,到第3段和第4段最强,之后又慢慢减弱。

但是,奇怪的是,第4段之后光斑并没有消失,而是沿着一条斜线往高频方向不断漂移。

如果是单纯的共振吸收,光斑应该在共振区之后迅速衰减才是,根本不应该继续往高频走。

这个漂移说明有某种非线性过程在把能量从基频往高次谐波上搬。


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