人类工程能力我们也已经论证,剩下的就是投资能力和投资决心了。当年美国搞“阿波罗”、“曼哈顿”工程可是倾全国之力而为之,“曼哈顿”有巨大的战略价值;“阿波罗”可是个在经济上没什么油水的项目,当时只是个国家、民族的‘面子工程’。就说今天的‘国际热核’项目,那可是一个没什么把握,就算技术上成功,经济上也是不划算的东西(有资料),可还是下决心投一百亿欧元花三十年时间来做原理验证,这可是人类历史上最大的也是最没把握的试验了。据估计,我国未来十五年要在电力上投入十五六万亿人民币,假设全部用于发电计算下来也就是今天全国发电总装机的三倍左右,就是这样我国人均还达不到两千瓦。我们的这个工程设想如果成立,其投入应该会节约三分之一以上的投资。
列宁说‘共产主义就是苏维埃政权加全国电气化’,可见电力是建设文明社会的第一物质基础。
简单‘筒’结构计算
从最接近问题的技术资料——《爆炸与冲击》1997年7月,《多层复合壁构筑物水压爆破药量计算及应用》作者:张宪堂、陈士海。用文中介绍的应力计算方法,对我们的中子锅炉钢胆壁受压力及应力进行推导、计算得到如下结果:
公式:
P=5880×W1/3×(W1/3/R)0.89×c/(R×(1-u2)1/2) (1)
其中:P为压强,单位Pa。5880为水的爆炸介质参数。W为爆炸物的爆热TNT当量,单位Kg。R为容器半径,单位m。c为容器材料的声速,单位m/s。u为容器材料的泊松比。
在以上公式中,我们看到了影响爆炸水激波压强的各大因素并作出相应对策:
a. 爆炸当量——引用已知的最小聚变爆炸:1000吨级聚变爆炸
b. 容器半径——在最大的人类工程能力以内,根据综合因素建造
c. 容器材料物性——钢材的综合条件比较理想
d. 爆炸介质激波生成物性——汽泡水的综合条件比较理想
在公式中我们没有看到:
e. 爆炸介质对波动能的衰减物性——添加特定物质、充气,加大其能力。
对公式进行“理想化”改造,(把其中的0.89改为1)得到公式:
P=5580×W2/3×c/(R2×(1-u2)1/2) (2)
代入数字电算证明,这个公式与原公式基本一致。
从这个公式中我们可以见到前面对爆炸动能传播效能分析中的第一和第二种效能——爆炸产生的“源能量球”的体积与爆热成正比;激波的合力与这个“球”的半径的平方(表面积)成正比;在同一材料条件下容器受力(能)与容器半径成平方反比。这个角度看公式,比较容易理解。
工程计算:在地面大气中建造纯钢“炮管”内无支架结构模式,以Ⅳ级钢材铸造300m深半径62.05m的钢筒,设1000吨TNT当量核爆热与1000吨TNT常规炸药相当(实际要小得多)。
a. 炉体在爆炸冲击波下受到压力为P=793个大气压
b. 炉体下部爆炸区(炮膛)部分壁厚<4m,其中:1.23m对冲击波作出约束贡献,2.48m对200个大气压作出约束贡献。上部壳厚2.29m.
若从这个结果出发,也会得出造不出足以约束核爆炸的工程结论——工程及工艺过于复杂、投入过高。但用我们的方案——地下工程,这个系统的结构力学设计方案可以作如下调整:放弃钢筒“拉”应力的结构思维,代之以围体“顶”的预应力结构模式,这个问题就迎刃而解了:在这个没有空隙、200个大气压的环境下,1000t TNT水中爆炸,筒壁受压就算乘以5的系数,也只不过不足相当于2000个大气压的静荷载水平,这根本算不了什么。
炉壁应该设计为对内有400个大气压的“压”预应力的“钢包裹膨胀水泥”围体。也就是说爆炸冲击波还用不完炉壁的预应力。大量的“波压力”必定均匀传递到了围岩之中。
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