12月14日,20:30分,位于泸州物质科学研究院的核聚变反应实验中心,进行了一次聚变点火实验。
可控核聚变反应堆不是想启动就能启动,热核反应发生温度要达到5000万摄氏度,常规手段无法将反应堆加热到这个程度。
需要先将核聚变反应堆中空管内的温度,加热到10万摄氏度以上,10万摄氏度的高温会让氦-3材料变成离子态,氦原子核在高温下,高速进行布朗运动,三个氦原子核相互之间发生碰撞,产生小规模热核反应,释放出大量的热量。
一旦热核反应发生,整个热核反应就会产生连锁反应现象,并开始持续不断进行热核反应,核反应堆的中心的温度也开始升高,之道5000万摄氏度,发生聚变反应。
随着激光点火装置的启动,聚变反应实验开始了。
“燃料堆持续加热,当前温度300万摄氏度,反应堆工作正常。”
“第一壁各项参数良好。”
……
实验室里,科研人员纷纷紧盯着监视屏幕,紧张的监测数据汇报声持续不断。
所有人的目光,都放在核聚变反应装置的第一壁上,温度即将达到核聚变发生要求,即将发生聚变反应,届时,反应堆的第一壁将遭受巨大冲击。
以往一次次聚变实验,无法持续,被迫终止,宣告失败,都是第一壁材料无法承受所导致的。
今天,这一次聚变实验,它能创造奇迹吗?
众人目光纷纷紧盯着液晶屏幕,等待着答案的揭晓。
可控核聚变反应堆的核心装置中空管里面氦-3被高温电离,氦原子核开始高速碰撞。
中空管里面开始发生热核反应,热核反应逐渐引发连锁反应,聚变反应堆温度提升的速度越来越快,1000万摄氏度,2000万,……。
时间一点一滴的流逝,五分钟过去,温度终于满足了聚变反应需求,聚变反应发生了。
总控台上有一个绿灯突然亮起,表示聚变反应的温度达到能量稳定输出量,在核聚变反应中实现“净能量增益”,即受控核聚变反应产生的能量超过驱动聚变反应发生的能量消耗。
然而,这一刻,没有人关注这些,大家的目光都被一个特殊的液晶屏幕吸引,实时监测反馈‘第一壁’遭受聚变反应能量冲击的监测数据。
“60秒,‘第一壁’坚持了60秒,监测参数没有变化。”
“3分钟了,‘第一壁’性能稳定,没有异常情况。”
“5分钟,聚变反应已经持续5分钟了,它顶住了高温和高辐射。”
“‘第一壁’撑住了,已经15分钟了,材料性能仍旧保持稳定。”
……
实验室里,惊呼声一个接着一个,科研人员们眼中饱含热泪,激动地不能自己。
奇迹发生了!奇迹真的诞生了!
‘第一壁’在这次聚变反应中坚持了1小时20分,最后,由于离子体控制问题,湍流爆发超出控制的原因,这次聚变点火实验被迫结束了。
不过,就算这样,这场点火实验,大家对‘第一壁’材料的完美发挥充满了惊喜。
太好了!他们终于看到可控核聚变技术实现的希望。
实验室里,科研工作者们情不自禁地拥抱起来,开心地庆贺起来。
“别高兴的太早,这次点火实验并未挖掘出‘第一壁’的全部性能,就算‘第一壁’的问题解决了,我们还有很多难题没有解决呢!”沈仕友教授面带笑意,看着庆贺的下属们示意道。
闻言,众科研人员不由收敛了庆贺的举动。
确实,如沈仕友教授所说,完全实现可控核聚变技术,还有很多的问题需要解决。
除了第一壁材料问题,还有刚遇到的等离子体控制问题,现有的理论模型以及技术,并不能很好地控制等离子体,不然,这次实验能够继续持续下去。
接下来,还有约束聚变反应堆的磁场强度问题,磁场强度与等离子体的控制密切相关,如今综合性能最佳的低温超导材料是 Nb3Sn线材,它能在 4K的低温下稳定产生 10T左右的强磁场,但是,继续再进步难度非常高,铌基合金(Nb3Sn)能提供更强的磁场,但是YBCO其实属于陶瓷的一种,不好加工,在超强磁场的鲁棒性也不如铌基合金。
还有防护问题:在裂变堆中,铀?235产生的中子平均能量为2兆电子伏特,而聚变则是14.1MeV,大约高一个数量级,裂变堆有一个1米厚的水泥安全壳,按线性计算一下,聚变堆要10米的水泥安全壳,那大概是个金字塔了,另外,等离子体里的氘氚氦能量也不小,是磁场把它们束缚了,可是,磁场束缚不可能是完美的,总有那么一小撮逃出束缚,如何防护?又是一个大难题。
除此之外,就是造价了。
国际热核聚变反应堆ITER已经花了300亿美元,还没开始氘氚实验,也不知道最后实际预算要超支多少倍,他们研制的这个TER设计聚变功率是50万KW,另外,ITER本身不能发电,假设它就是能发电,发电效率为40%,那么聚变堆发电功率200MW,单位造价150000美刀/kW。这个价格相比裂变堆相比(目前裂变堆单位造价大约在2000美元/kW左右),贵得离谱,聚变堆大约高出了75倍。
所以,距实现可控核聚变的商业化,还很遥远啊!
“沈教授,第一壁材料的造价贵不贵?是哪家公司生产的?”这时,人群中有个声音询问道。
“是啊!性能这么优异的材料,是哪家公司制造的!能量产了?”
“太了不起了!必须好好为其宣传一下。”
……
他的话音一落,当即引起了众人的热捧,追问纷纷。
“第一壁不是国企,也国家科研单位研制的,而是一家私人企业-星宇材料,确实非常厉害啊!”沈仕友教授环视众人,笑着感慨,介绍道:“它的造价也不贵,每吨三十万RMB左右。”
可控核聚变的第一大难题,莫过于第一壁材料了。
在氘氚聚变中,中子带走了14.1MeV的能量,对应速度相当于光速的17%,这么强的中子,只要一个打在普通物质1-10eV的化学键能上,足以破坏上百万个普通的化学键,就像水滴撞两千响星际鞭炮似的,所以聚变堆的第一壁要寻找并制造出一种材料,它必须容易加工、有良好的焊接性、耐500摄氏度以上高温、耐超强磁场、还要耐得了14.1MeV中子的冲击、具有极小的D、T、He滞留、还要在上述极端恶劣环境中长时间保持自己的力学特性、不能崩解污染氘氚等离子体等等,最后,造价还不能太贵,能单项满足上述条件的材料有不少,但是,要同时满足所有条件,这种材料的结构简直难以想象。
然而,就是这样的困境下,星宇材料却成功研制出了这种特殊结构的材料,它们的研发能力强大的令人难以置信。
“竟然是私营企业,研发这种材料要耗费多少钱啊!他们竟然舍得投入研发!”
“星宇材料,是星宇科技的关联企业吧!公司老板-李洛,他可不缺钱!”
“原来是他啊!这就难怪了。”
“没想到他这么厉害,材料领域也能给他弄出成绩来。”
“据说,他掌握了一个超强人工智能,所有科研创新方面才有这么高的效率,我们这个项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,众科研工作者你一言,我一语,纷纷热烈讨论开来。
很快,泸州核聚变实验中心,成功完成聚变点火实验的消息迅速捅到新闻媒体上,一时间,吸引了无数媒体工作者报道,转载相关新闻。
“我国聚变反应实现重大突破,聚变反应点火实验持续1小时20分,完成相关的放电实验,‘第一壁’材料实现重大突破,距完全可控核聚变实现又迈进了一大步。”
“星宇材料成功研制一项超级耐高温材料,助力可控核聚变实现重大技术突破!”
“可控核聚变实现重大技术突破,关键材料实质突破,相关领域专家预估,可控核聚变技术应用提前30实现,预计3年后可以开始推广商用!”
“星宇材料成功研制一款高性能超级材料,将核聚变反应时间带进了小时单位!”
“华国科学家成功攻克实现可控核聚变大的材料难题,商业可控核聚变技术或将实现。”
“可控核聚变时代即将降临,东方大国在重要能源科技领域再次取得领先。”
……
各大媒体争相报道相关新闻,一夜之间,核聚变反应实验相关的新闻充斥了各大新闻热搜榜的首页,震惊全世界。
“成功之日就是人类向星辰大海前进之时,我们要相信人类的智慧!”烟花易冷。
“真的假的,又有重大突破了?可控核聚变不是永远的50年么!这次这么厉害,推进到只要3年?”不忘初心。
“可控核聚变,哪怕永远无法实现,也得持续不断的投入。毕竟,那是人类打破地球牢笼的希望啊!希望无价!”彩虹糖一样的大男孩儿。
“星宇材料才是这次技术突破的关键,上次,骂李总不务正业的,可以出来道歉了。”汪磊。
“石油耗尽之前,怕是不可能实现的,资本力量是无敌的!”超级威猛先生。
“该我问了,要是能把可控核聚变研究出来,临时工能转正么?能让我专升本吗?”安然若素。
“星宇材料威武!早日实现可控核聚变,就不跟全世界买石油了!”无敌的风风。
“30年前说还要30年,现在变成三年又三年,别再忽悠我了。”金戈铁马。
“才一个多小时,距可控核聚变完全商业化,还很长一段路吧!”大鲫大鲤。
“这次应该不是画饼了,可控核聚变最关键的材料问题,被星宇科技解决了,这一次,3年后实现可控核聚变有可能是真的了。”巨型坚果。
“是啊!星宇材料太了不起了,闷声不响,敢出这么大的事。”右手左右。
……
就好似狼来了的故事,可控核聚变一次次技术大突破的新闻,已经让许多民众不再感到新鲜了,他们新闻评论区留下了各种怀疑的评论,当然,也一些了解技术的网友,他们从新闻中发现了星宇材料这家公司的关键作用,纷纷留言赞扬。
与国内大多数民众将信将疑的态度不同,外国网友知道这条消息之后,都羡慕嫉妒坏了。
“可控核聚变实现,他们很快就能飞向太空了,我们生活在2000年,他们生活在2050年!”罗里·杜根。
“其实我有四分之一华人血统,不过,我住在加州,非常喜欢他们的智慧和先进的科技,真羡慕他们有一个为强大的政府。”叶宁·布莱尔。
“他们的科技已经遥遥领先,我们追不上了,可控核聚变要是真被他们实现了,他们很快就能跨进星际时代吧!太羡慕了。”阿卢·菲略。
“虚拟网络他们已经在大力推进了,不知道什么时候我们这才玩上虚拟游戏,光想到这些就让我嫉妒坏了。”亚历克·多尔。
“太厉害了,又被震撼到了,他们创造了许多重要的发明!”寇姬·卡拉丹。
“移民过去太难了,不然,我真想去他们国家生活,人类的未来属于他们。”卡恰·伊修达尔。
“他们是不是掌握了外星人的科技,可控核聚变也能被攻克?不可思议!”马拉·桑达
“这太糟糕了,可控核聚变要是突破了,对化学能源是一次不小的打击!”卡尔莫·哈伯。
……
无数外国网友看到相关核聚变的转播新闻,专家预估三年后能完全实现可控核聚变,这一下子把他们都被震惊到了,留下了各种羡慕嫉妒的评论。
一时间,全世界人民都在关注华国的可控核聚变技术,关注星宇材料这次在重大材料领域的突破。