凝胶球内部材质和架构变化不大,最耐高温的钽铪碳陶瓷颗粒在最外层,与液态核心物质直接接触,中间填充碳化硅骨架,传导能量的碳纳米管和石墨烯隔热层。
这种结构将外部压力和热量一部分向内传导,一部分转换为动能保持凝胶球位置,防止被液流卷入内部,到了内部压力过高很可能坚持不了多久。
向内传导的热量大部分直接传送到地幔层的凝胶网络,用于持续扩张,制造更多的凝胶球投入进去。
凝胶球隔热外层并不是完全密封的构造,而是保留了大量的孔隙,容许特定的原子通过,主要是耐高温元素和贵金属元素,通过孔隙后被集中到一起,传送到地幔层集中点,根据用途分类存放。
原有的钽铪金属消耗掉大半,制造了十万个凝胶球投放进去,每天收集回来的不到一公斤,制造一百个都不够,偏偏这两种金属在地表层含量极低,收集起来也不容易。
化合物性能稍差一些的钨、铼、铌、钼、锆几种稀有金属全用来做抗高温材料,减少钽铪两种金属的用量,也不过一天增加三百多个,效率提升很有限。
想要提升效率就得拓展新思路,陈康健开始考虑另辟蹊径的方法,琢磨能不能通过聚变方式,自己合成这两种稀有元素。
建造神殿的时候,陈康健也尝试过在微观尺度聚集能量,实现氢元素聚变,那样可以合成氦元素,只不过用处不大,尝试过后就放弃了。
更高层次的重核聚变,人工合成金元素他也尝试过,当时需要的聚集的能量实在太大,最主要的是对装置精度要求也非常高,他试过几次没有成功,加上当时没有实际需求,也没有继续尝试。
现在有了实际需求,加上也有助于他提升认知,于是开始认真思考聚变合成重元素的方法。
按照现代物理学的理论,自然界的各种元素的产生,都与恒星内部聚变有关。
宇宙中存在最广泛,也是最多的是氢元素,海量的氢元素在万有引力作用下聚集到一起,达到一定质量和密度后,开始发生持续的聚变反应,这就是恒星的诞生。
恒星的聚变从氢元素聚变为氦原子核开始,聚变的同时释放能量,在持续升高的温度和压力下连续聚变,原子核越来越重,按照元素周期表排序生产出来。
持续的聚变反应时间很漫长,通常恒星的质量越大,内部温度和压力越大,聚变的速度越快。反之,恒星的质量越小,聚变速度越慢,寿命越漫长,时间从几百万年到几千亿年不等。
部分大质量恒星在生命末期,会以超新星大爆炸的方式抛洒掉大量物质,演变成黑洞或者中子星,超新星大爆炸也是宇宙中重元素的最主要来源。
大部分的普通恒星因为质量不够,演变不到超新星就能量耗尽,经历红巨星阶段,相对温和的抛洒掉外围物质,演变成白矮星,在漫长的岁月里逐渐冷却下去。
恒星聚变反应大部分时间都是氢元素聚变为氦,占据恒星整个生命周期的九成以上,后续的元素聚变则是指数级加速,并且越来越快。
氢元素聚变结束,氦元素开始大规模聚变,意味着恒星生命到了末期。
大质量恒星可以持续聚变,一直到最核心的硅元素开始聚变燃烧,产生铁元素,聚变由释放能量变成吸收能量,这个过程通常只有几天或者几个小时。
当产生的铁元素质量超过临界值,在强大的引力作用下就会向心塌缩,原子间电子简并压无法抗拒强大的引力,直径近万公里的铁核心开始坍缩,在不到一秒钟的时间内,迅速坍缩成一个直径仅二十几公里的中子星或者体积更小的黑洞。
急剧塌缩后,就会发生一次巨大的爆炸,在更高的能量密度下,恒星外围瞬间完成无数次聚变反应,合成大量更重的元素,然后在爆炸冲击的作用下向更远处抛洒。
恒星聚变到铁元素意味着生命的终结,所以宇宙中最普遍存在的金属元素就是铁,后续爆炸瞬间产生的元素,则是根据产生的难度和条件随机分布,数量越稀少的元素需要的合成条件越苛刻。
按照自然界的方式进行聚变合成,需要极高的温度和压力才能实现,也是难度最大的方式。
单个原子的合成对陈康健来说难度不大,需要的能量也不是很多,他用意念控制就可以完成,只是要大批量的制造,那就很麻烦了。
必须将聚变合成的步骤工程化,不需要他的意念参与也能自动进行,这就需要全新的思路和工艺设计。
原子核天然带正电,两个原子核之间有庞大库伦斥力,即便不考虑原子核周围电子云影响,也很难靠近到一起。
巧妙的是,当原子核间距进入飞米的尺度,也就是百万分之一纳米的距离后,在强核力的作用下,就会紧紧吸附到一起,发生聚变反应。
一千皮米等于一纳米,原子平均尺度在几十到几百皮米之间,约等于几万到几十万飞米,而原子核直径也是飞米尺度,同一个分子两个原子核之间也相隔几万到几十万个原子核的距离,各有各的领地,靠近一点就会被强大的