第45章 聚變反應實驗(下)
- 黑科技,從虛擬游戲開始
- 貓兒粥
- 4011字
- 2023-04-11 23:15:37
12月14日,20:30分,位于瀘州物質科學研究院的核聚變反應實驗中心,進行了一次聚變點火實驗。
可控核聚變反應堆不是想啟動就能啟動,熱核反應發生溫度要達到5000萬攝氏度,常規手段無法將反應堆加熱到這個程度。
需要先將核聚變反應堆中空管內的溫度,加熱到10萬攝氏度以上,10萬攝氏度的高溫會讓氦-3材料變成離子態,氦原子核在高溫下,高速進行布朗運動,三個氦原子核相互之間發生碰撞,產生小規模熱核反應,釋放出大量的熱量。
一旦熱核反應發生,整個熱核反應就會產生連鎖反應現象,并開始持續不斷進行熱核反應,核反應堆的中心的溫度也開始升高,之道5000萬攝氏度,發生聚變反應。
隨著激光點火裝置的啟動,聚變反應實驗開始了。
“燃料堆持續加熱,當前溫度300萬攝氏度,反應堆工作正常。”
“第一壁各項參數良好。”
……
實驗室里,科研人員紛紛緊盯著監視屏幕,緊張的監測數據匯報聲持續不斷。
所有人的目光,都放在核聚變反應裝置的第一壁上,溫度即將達到核聚變發生要求,即將發生聚變反應,屆時,反應堆的第一壁將遭受巨大沖擊。
以往一次次聚變實驗,無法持續,被迫終止,宣告失敗,都是第一壁材料無法承受所導致的。
今天,這一次聚變實驗,它能創造奇跡嗎?
眾人目光紛紛緊盯著液晶屏幕,等待著答案的揭曉。
可控核聚變反應堆的核心裝置中空管里面氦-3被高溫電離,氦原子核開始高速碰撞。
中空管里面開始發生熱核反應,熱核反應逐漸引發連鎖反應,聚變反應堆溫度提升的速度越來越快,1000萬攝氏度,2000萬,……。
時間一點一滴的流逝,五分鐘過去,溫度終于滿足了聚變反應需求,聚變反應發生了。
總控臺上有一個綠燈突然亮起,表示聚變反應的溫度達到能量穩定輸出量,在核聚變反應中實現“凈能量增益”,即受控核聚變反應產生的能量超過驅動聚變反應發生的能量消耗。
然而,這一刻,沒有人關注這些,大家的目光都被一個特殊的液晶屏幕吸引,實時監測反饋‘第一壁’遭受聚變反應能量沖擊的監測數據。
“60秒,‘第一壁’堅持了60秒,監測參數沒有變化。”
“3分鐘了,‘第一壁’性能穩定,沒有異常情況。”
“5分鐘,聚變反應已經持續5分鐘了,它頂住了高溫和高輻射。”
“‘第一壁’撐住了,已經15分鐘了,材料性能仍舊保持穩定。”
……
實驗室里,驚呼聲一個接著一個,科研人員們眼中飽含熱淚,激動地不能自己。
奇跡發生了!奇跡真的誕生了!
‘第一壁’在這次聚變反應中堅持了1小時20分,最后,由于離子體控制問題,湍流爆發超出控制的原因,這次聚變點火實驗被迫結束了。
不過,就算這樣,這場點火實驗,大家對‘第一壁’材料的完美發揮充滿了驚喜。
太好了!他們終于看到可控核聚變技術實現的希望。
實驗室里,科研工作者們情不自禁地擁抱起來,開心地慶賀起來。
“別高興的太早,這次點火實驗并未挖掘出‘第一壁’的全部性能,就算‘第一壁’的問題解決了,我們還有很多難題沒有解決呢!”沈仕友教授面帶笑意,看著慶賀的下屬們示意道。
聞言,眾科研人員不由收斂了慶賀的舉動。
確實,如沈仕友教授所說,完全實現可控核聚變技術,還有很多的問題需要解決。
除了第一壁材料問題,還有剛遇到的等離子體控制問題,現有的理論模型以及技術,并不能很好地控制等離子體,不然,這次實驗能夠繼續持續下去。
接下來,還有約束聚變反應堆的磁場強度問題,磁場強度與等離子體的控制密切相關,如今綜合性能最佳的低溫超導材料是 Nb3Sn線材,它能在 4K的低溫下穩定產生 10T左右的強磁場,但是,繼續再進步難度非常高,鈮基合金(Nb3Sn)能提供更強的磁場,但是YBCO其實屬于陶瓷的一種,不好加工,在超強磁場的魯棒性也不如鈮基合金。
還有防護問題:在裂變堆中,鈾?235產生的中子平均能量為2兆電子伏特,而聚變則是14.1MeV,大約高一個數量級,裂變堆有一個1米厚的水泥安全殼,按線性計算一下,聚變堆要10米的水泥安全殼,那大概是個金字塔了,另外,等離子體里的氘氚氦能量也不小,是磁場把它們束縛了,可是,磁場束縛不可能是完美的,總有那么一小撮逃出束縛,如何防護?又是一個大難題。
除此之外,就是造價了。
國際熱核聚變反應堆ITER已經花了300億美元,還沒開始氘氚實驗,也不知道最后實際預算要超支多少倍,他們研制的這個TER設計聚變功率是50萬KW,另外,ITER本身不能發電,假設它就是能發電,發電效率為40%,那么聚變堆發電功率200MW,單位造價150000美刀/kW。這個價格相比裂變堆相比(目前裂變堆單位造價大約在2000美元/kW左右),貴得離譜,聚變堆大約高出了75倍。
所以,距實現可控核聚變的商業化,還很遙遠啊!
“沈教授,第一壁材料的造價貴不貴?是哪家公司生產的?”這時,人群中有個聲音詢問道。
“是啊!性能這么優異的材料,是哪家公司制造的!能量產了?”
“太了不起了!必須好好為其宣傳一下。”
……
他的話音一落,當即引起了眾人的熱捧,追問紛紛。
“第一壁不是國企,也國家科研單位研制的,而是一家私人企業-星宇材料,確實非常厲害啊!”沈仕友教授環視眾人,笑著感慨,介紹道:“它的造價也不貴,每噸三十萬RMB左右。”
可控核聚變的第一大難題,莫過于第一壁材料了。
在氘氚聚變中,中子帶走了14.1MeV的能量,對應速度相當于光速的17%,這么強的中子,只要一個打在普通物質1-10eV的化學鍵能上,足以破壞上百萬個普通的化學鍵,就像水滴撞兩千響星際鞭炮似的,所以聚變堆的第一壁要尋找并制造出一種材料,它必須容易加工、有良好的焊接性、耐500攝氏度以上高溫、耐超強磁場、還要耐得了14.1MeV中子的沖擊、具有極小的D、T、He滯留、還要在上述極端惡劣環境中長時間保持自己的力學特性、不能崩解污染氘氚等離子體等等,最后,造價還不能太貴,能單項滿足上述條件的材料有不少,但是,要同時滿足所有條件,這種材料的結構簡直難以想象。
然而,就是這樣的困境下,星宇材料卻成功研制出了這種特殊結構的材料,它們的研發能力強大的令人難以置信。
“竟然是私營企業,研發這種材料要耗費多少錢啊!他們竟然舍得投入研發!”
“星宇材料,是星宇科技的關聯企業吧!公司老板-李洛,他可不缺錢!”
“原來是他啊!這就難怪了。”
“沒想到他這么厲害,材料領域也能給他弄出成績來。”
“據說,他掌握了一個超強人工智能,所有科研創新方面才有這么高的效率,我們這個項目能不能蹭一下他的人工智能。”
……
知道了‘第一壁’材料提供方是星宇科技的老板-李洛之后,眾科研工作者你一言,我一語,紛紛熱烈討論開來。
很快,瀘州核聚變實驗中心,成功完成聚變點火實驗的消息迅速捅到新聞媒體上,一時間,吸引了無數媒體工作者報道,轉載相關新聞。
“我國聚變反應實現重大突破,聚變反應點火實驗持續1小時20分,完成相關的放電實驗,‘第一壁’材料實現重大突破,距完全可控核聚變實現又邁進了一大步。”
“星宇材料成功研制一項超級耐高溫材料,助力可控核聚變實現重大技術突破!”
“可控核聚變實現重大技術突破,關鍵材料實質突破,相關領域專家預估,可控核聚變技術應用提前30實現,預計3年后可以開始推廣商用!”
“星宇材料成功研制一款高性能超級材料,將核聚變反應時間帶進了小時單位!”
“華國科學家成功攻克實現可控核聚變大的材料難題,商業可控核聚變技術或將實現。”
“可控核聚變時代即將降臨,東方大國在重要能源科技領域再次取得領先。”
……
各大媒體爭相報道相關新聞,一夜之間,核聚變反應實驗相關的新聞充斥了各大新聞熱搜榜的首頁,震驚全世界。
“成功之日就是人類向星辰大海前進之時,我們要相信人類的智慧!”煙花易冷。
“真的假的,又有重大突破了?可控核聚變不是永遠的50年么!這次這么厲害,推進到只要3年?”不忘初心。
“可控核聚變,哪怕永遠無法實現,也得持續不斷的投入。畢竟,那是人類打破地球牢籠的希望啊!希望無價!”彩虹糖一樣的大男孩兒。
“星宇材料才是這次技術突破的關鍵,上次,罵李總不務正業的,可以出來道歉了。”汪磊。
“石油耗盡之前,怕是不可能實現的,資本力量是無敵的!”超級威猛先生。
“該我問了,要是能把可控核聚變研究出來,臨時工能轉正么?能讓我專升本嗎?”安然若素。
“星宇材料威武!早日實現可控核聚變,就不跟全世界買石油了!”無敵的風風。
“30年前說還要30年,現在變成三年又三年,別再忽悠我了。”金戈鐵馬。
“才一個多小時,距可控核聚變完全商業化,還很長一段路吧!”大鯽大鯉。
“這次應該不是畫餅了,可控核聚變最關鍵的材料問題,被星宇科技解決了,這一次,3年后實現可控核聚變有可能是真的了。”巨型堅果。
“是啊!星宇材料太了不起了,悶聲不響,敢出這么大的事。”右手左右。
……
就好似狼來了的故事,可控核聚變一次次技術大突破的新聞,已經讓許多民眾不再感到新鮮了,他們新聞評論區留下了各種懷疑的評論,當然,也一些了解技術的網友,他們從新聞中發現了星宇材料這家公司的關鍵作用,紛紛留言贊揚。
與國內大多數民眾將信將疑的態度不同,外國網友知道這條消息之后,都羨慕嫉妒壞了。
“可控核聚變實現,他們很快就能飛向太空了,我們生活在2000年,他們生活在2050年!”羅里·杜根。
“其實我有四分之一華人血統,不過,我住在加州,非常喜歡他們的智慧和先進的科技,真羨慕他們有一個為強大的政府。”葉寧·布萊爾。
“他們的科技已經遙遙領先,我們追不上了,可控核聚變要是真被他們實現了,他們很快就能跨進星際時代吧!太羨慕了。”阿盧·菲略。
“虛擬網絡他們已經在大力推進了,不知道什么時候我們這才玩上虛擬游戲,光想到這些就讓我嫉妒壞了。”亞歷克·多爾。
“太厲害了,又被震撼到了,他們創造了許多重要的發明!”寇姬·卡拉丹。
“移民過去太難了,不然,我真想去他們國家生活,人類的未來屬于他們。”卡恰·伊修達爾。
“他們是不是掌握了外星人的科技,可控核聚變也能被攻克?不可思議!”馬拉·桑達
“這太糟糕了,可控核聚變要是突破了,對化學能源是一次不小的打擊!”卡爾莫·哈伯。
……
無數外國網友看到相關核聚變的轉播新聞,專家預估三年后能完全實現可控核聚變,這一下子把他們都被震驚到了,留下了各種羨慕嫉妒的評論。
一時間,全世界人民都在關注華國的可控核聚變技術,關注星宇材料這次在重大材料領域的突破。