“装置已经在建了。月球那边的材料实验室可以加工纳米晶钨电极。你飞去月球,亲自盯着。”
2222年·月球·静海采矿站·实验装置安装现场
陈曦穿着宇航服,站在实验舱里,面前是一台冰箱大小的装置——“火种二号”。它是第一台专门用于验证空间分级剪切流概念的Z-FFR实验堆。电极采用纳米晶钨-钽合金,由月球采矿站的3D打印车间加工,精度达到微米级。
“陈博士,”负责安装的工程师说,“三段电极的间隙已经调好了,公差零点一毫米。可以抽真空了。”
陈曦点了点头。她看着那个装置,心里默算着参数:等离子体通道直径十厘米,长度五十厘米,预电离段电流波形,剪切流段波形,压缩段波形。所有参数都经过上千次模拟优化。
真空抽好了。氘-氦三混合气体注入。电容器充电。
“开始,”她说。
全息屏上跳出了数据流。第一次脉冲,预电离段,等离子体开始发光。第二次脉冲,剪切流段,电流分布开始呈现出空间不对称性。第三次脉冲,压缩段,等离子体柱被径向压缩。
陈曦盯着屏幕上的不稳定性指标。代表sausage不稳定的曲线在脉冲启动后前两微秒剧烈上升,但在剪切流启动后开始下降。三微秒时,曲线已经低于阈值。五微秒时,曲线几乎为零。
成功了。
她摘下耳机,长舒一口气。旁边的工程师们开始鼓掌。
2222年·月球·静海采矿站·庆功宴
陈霄特地从地球飞来月球。他走进实验舱,看着那台“火种二号”,问女儿:“它能做多大功率?”
“现阶段只有一百千瓦,”陈曦说,“但原理验证成功了。接下来要放大功率,缩小体积。爸爸,储能密度的问题解决得怎么样了?”
刘振国从角落里冒出来:“我们改进了分散工艺,纳米颗粒均匀性提升了三个数量级。最近一次实验,储能密度达到了零点八焦每立方厘米,比最初提高了八倍。离洗衣机目标还有点远,但离冰箱……不远了。”
陈霄看着这个团队,突然问了一个不相干的问题:“你们知道柴火气化炉吗?”
所有人都愣了一下。
“林烬——火星上的老守护者——她活着的时候跟我说过一个故事。她小时候,在火星的生态舱里,用火星的土壤和火星的茉莉枝条,烤土豆。她用的炉子就是柴火气化炉,二次燃烧,火焰稳定,热效率极高。她说:‘火焰不是一次烧完的,是一级一级烧的。’陈曦的空间分级方案,就是柴火气化炉的二次燃烧思想。这不是巧合。这是火焰的本性。”
他走到白板前,写下:
“Z箍缩微型化 = 分级压缩 + 分级稳定 + 分级能量提取”
“柴火炉告诉我们:火焰可以分级。Z-FFR也可以分级。不是一次脉冲烧到底,是预电离、剪切流、压缩、稳定、能量提取……每一级都有自己的任务,每一级都在为下一级做准备。这是火焰的自然节律。”
他放下笔,看着团队。
“我们的任务,不是发明新的火焰,是学会倾听火焰的声音。”
附:Z-FFR微型化实验记录·2222年
实验编号:FIRE-002
装置代号:火种二号
目标:验证空间分级剪切流对等离子体稳定性的影响
结果:sausage不稳定性被抑制至阈值以下,约束时间0.15秒
功率:100千瓦
体积:冰箱级
关键创新:三段轴向电极,空间分级电流分布
灵感来源:柴火气化炉的二次燃烧概念
备注:人类第一次在小尺寸Z箍缩中实现了主动稳定性控制。
这不是终点,是起点。
——END OF LOG——
“火焰不是一次烧完的,是一级一级烧的。”
——林烬(火星守候者,引自陈霄口述)
【作者后记】
本卷为Z-FFR微型化系列的首篇,聚焦于早期概念形成与核心障碍突破。通过柴火气化炉的“分级燃烧”思想与空间分级剪切流的技术类比,展示了跨领域知识迁移对工程创新的启发。后续外篇将继续讲述储能密度、辐射屏蔽、散热、控制系统、材料退化、能量转换微缩等挑战的攻克过程。