第570章 数学的最高点
数十天过去，肖宿再次回到了华国等离子体物理研究所，不过这次回来的感觉和上次完全不同。
聚变装置装配大厅主厂房里，夸父装置本体仍然安静地卧在中央，但是周围已经被改造成了一个半开放的实验平台，各种管线从四面八方接进来，检测仪表密得像一丛丛金属芦苇。
而最显眼的变化，是主装置东南侧新搭建起来的一个独立试验区。
那里立着一台全新的装置。
它比夸父小了很多，外形也不再是传统托卡马克那种扁平环形。
整台装置被包裹在致密的超导磁体阵列中，从外面看像一枚被压扁的银色橄榄，长约十二米，最粗处不过三米出头。
真空室外壳上嵌着几十道环形加强筋，每一道筋下面都藏着独立的磁体线圈接口。
束流通道从装置尾部延伸出来，连着一套缩小版的磁喷管雏形。
这就是肖宿在远航号方案里要的舰载聚变堆芯的第一个地面缩比样机，徐蒙团队叫它“烛龙”。
和夸父那种为了打破纪录而生的大型实验装置不同，烛龙从设计之初就只有一个目标：把聚变反应塞进一个能装进飞船里的空间里。
这意味着它必须在小得多的体积内维持同样极端的等离子体工况，磁场梯度更陡，等离子体与壁面的距离更近，边界不稳定性被放大了不止一个数量级。夸父上那些成熟的控制方案到了烛龙这里，几乎全部需要重新推导一遍。
肖宿绕着烛龙走了两圈，最后在装置尾部的磁喷管试验段前停了下来。
韩熹和徐蒙跟在他身侧，几个核心工程师缀在后面，谁也没敢先开口。
“约束区体积缩了多少？”肖宿问。
徐蒙说：“从夸父的一千四百立方米，缩到了三十八立方米。体积上大约是两个数量级，不过重量只降了不到八倍，距离您要求的下降一个数量级还差一些。”
肖宿看着那圈亮银色的磁体阵列，目光从尾部一直扫到前端的高温超导馈线接口。
“重量降不下来，主要是超导磁体的支撑结构和低温系统的质量。你们用的还是液氦浸泡冷却，对吧？”
徐蒙点头：“不错，液氦冷却是目前最稳的方案了。氦气循环系统加上冷头，整台装置的辅助质量很难再往下砍了。”
“液氦冷却是托卡马克的舒适区，但远航号上不能带着几十吨液氦跑。”肖宿说，“方案还是要改。”
“把超导磁体改成高温超导涂层带材，制冷端用低温制冷机配合局部冷屏，把液氦系统整个去掉。这样磁体系统本身的质量还能再降一半。”
徐蒙听得心头一跳。
高温超导涂层带材，国内逆材料实验室确实是做出来了，但是工程化还没完全跑通。用这种东西来做主磁体，难度比原来的低温超导线材高出好几倍的。
徐蒙犹豫了一下，还是说了实话。
“肖教授，高温超导带材的绕制工艺和机械支撑结构，目前我们还没有完全掌握。”
“尤其是大电流下带材内部的应力分布，很容易产生局部热点，一旦局部失超，整条线圈都可能烧毁的。”
“所以不能再用原来的饼式线圈结构。”肖宿说，“你们需要在磁体拓扑上重新设计，把载荷从单一的应力集中区分散到整个线圈表面。”
“这个我可以给方案，具体到工程绕制，让陈应平那边配合，他们做高场超导磁体有经验。”
韩熹在旁边听得眼睛发热。
他做工程那么久，立马就明白肖宿的意思了。
把液氦系统去掉，把磁体质量砍一半，再改掉线圈拓扑。
这等于把烛龙的整个磁体系统推翻重做，但是没人怀疑肖宿能不能做到。
因为肖宿说出来的，从来就不是猜测。
“磁喷管那边呢？”肖宿又问。
韩熹上前一步，指着烛龙尾部那段锥形结构说道：
“这里是试验段。我们暂时用了缩小比例的环形磁镜喷管，但束流通道的磁场位形还调不好。
等离子体进入喷管之后，在喉部会出现明显的湍流剥离，束流发散角比设计值大了四倍。”
他顿了顿，又补了一句：“我之前做过一个双流体边界层的耦合控制方案，已经在夸父上验过一部分了。但是缩比之后，磁镜的约束时间变短了，边界层内的离子回旋半径和喷管喉部的宏观尺寸之比变了，原来的控制律不成立。”
肖宿抬头，看了他一眼。
韩熹和他对视了一下，然后像想起了什么似的，眼神微微发亮。
“你那个双流体模型，在磁镜喉部的用法不对。”
肖宿说，“原来在夸父上，边界层厚度比离子回旋半径大两个量级，所以用连续介质的双流体近似没问题。到了烛龙这个尺寸，离子回旋半径在喷管喉部已经不能当成小量了。
你得把离子回旋运动单独拿出来，做成动理学修正项，和流体方程耦合。”
韩熹胸口一震，脑子里飞快地转了一遍。
动理学修正项，不是新词，但在磁喷管缩比模型上用动理学和磁流体混合建模，等于把两种完全不同尺度的物理框架缝在一起。
这种缝合的难度从来不在物理上，而在数学上。
可他现在偏偏最不缺的就是数学工具。
因为眼前站着的就是当今数学的最高点。
肖宿接着说：“我来把动理学修正项的积分核写出来。”
“你们抓紧把束流诊断再完善一下，下次试验把喉部的离子温度各向异性测出来，方便我标定边界条件。”
“是。”韩熹应下，双眼亮如繁星。
尹航和王凯他们几个站在后面，听到这里，嘴巴都被惊得张大了。
他们早就知道肖宿厉害了，但每次亲眼看见他几句话把一个人卡了半个月的难题解开，那种感觉还是像大热天被人从头顶浇下一桶冰水，又刺激又清醒。
“下午把烛龙目前的全部测试数据调出来，送到我办公室。”肖宿说，“包括磁体电流爬升曲线、等离子体位移反馈、还有磁喷管试验段的高速相机图像。”
“已经准备好一份了。”徐蒙说，“您之前不是交代过要按日归档吗？我们都整理好了。”
肖宿点了点头，没再说什么，转身朝实验区旁边新搭的临时办公室走去。
等他走远，尹航才长出了一口气：“真就是一眼一个啊。”
王凯在旁边小声接话：“我算是服了。肖教授这脑子到底是怎么长的，看装置跟看X光片似的。”
陈启拍了拍他的肩：“别问，问就是数学。等你把《数学原理》啃到第七卷，估计也能看出点门道来。”
“我要是能啃到第七卷，我就不在这儿拧螺丝了。”王凯嘟囔了一句，把所有人都逗笑了。
徐蒙扫了他们一眼，笑着摇了摇头，领着人散了。
只有韩熹还站在原地，盯着烛龙尾部那截磁喷管试验段。
他的手指在裤缝边轻轻敲着，脑子里已经在重构双流体模型和动理学修正项的耦合格式了。
肖宿给他指了一个方向，剩下的，该他蹚了。
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