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第三章 首個成果 (第2/2頁)

一年多前,張清芳與周自強完成了實驗堆的設計工作。接下來,建造實驗堆的工作正式啟動。一個多月前,在用掉上百億的經費後,實驗堆在華中某秘密科研基地正式啟動,“問天計劃”的第一個成果落地。

在建造實驗堆之前,周自強就在一份報告中明確提到,受到各相關技術限制,特別是主要裝置製造成本的限制,實驗堆不具備明顯的經濟性,主要體現出的是科研價值,即由他提出的理論模型能不能在實踐中獲得驗證。做為一名純正的科研人員,周自強顯然不會考慮經濟上的問題。

當時,該專案能夠獲得大力支援,不是因為實驗堆的經濟價值,而是軍事價值。

做為軍事應用,首先考慮的絕對不是使用成本。

拿張清芳開始提到的發電成本來說,就算一度電達到了兩元,在軍事應用上也完全可以接受。很簡單,如果採用燃氣輪機做為動力,由電動機推進,一艘全電戰艦的發電成本在此之上,而不是在此之下。

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正是如此,軍方全力支援實驗堆的建設,提供了大部分經費。

此外,還有一點備受軍方重視。

這就是,按照周自強提交的設計方案,實驗堆是一個小型堆,獲益於基礎理論,實驗堆天生就不存在小型化問題,反到是在提高功率,即大型商用化上存在很多暫時無法解決的難題。

一臺小到可以塞進戰艦肚皮裡的可控聚變反應堆有多大的價值,顯然不用多說。

要知道,即便只是實驗堆達到的三十兆瓦的功率,也有巨大的實用價值。如果能夠把功率提高一倍,那就更不得了。要知道,花旗海軍的“福特”級航母採用的兩座a1b反應堆在推進時的最大輸出功率為一百零四兆瓦。如果004型航母在噸位上跟“福特”級相當,那麼只需要三座六十兆瓦級反應堆就能達到與“福特”級相當的效能,如果能裝進去四座,就能全面超越“福特”級。只不過,到底能夠裝幾座反應堆,還得看反應堆的小型化設計能做到何種程度。

所幸的是,最不需要擔心的,其實就是小型化。

已經建成的實驗堆就很小,別說航母,萬噸級驅逐艦都能使用,而且能在不增加動力部分佔用噸位與空間的前提下安裝兩座。如果能夠在不增加尺寸的情況下把功率提高一倍,就能取代現有的動力裝置。

能夠做得這麼小,關鍵就是由周自強教授親自設計的堆芯。

此外,成本居高不下,也在這裡。

與裂變反應堆不一樣,周自強設計的堆芯沒有熱迴圈系統,即不是利用核反應產生的能量來加熱介質,而是直接轉換成電能。為此,堆芯由一種透光度超過了百分之九十九的光伏材料製成,而且有數百層之多。說得簡單點,反應堆的堆芯其實就是一個人造太陽。在堆芯中央,以射彈方式發射出去的聚變原料在此發生反應,產生極高的溫度,而且聚變反應的能量有百分之九十為光能。正是用包裹住反應區的光伏材料,將光能轉換成電能,省去了中間的轉換環節。為了散熱,或者說是約束聚變反應所產生的高溫,反應區為真空,而且受強磁場約束,聚變反應將以脈衝方式進行,即分時段點火,每一個點火週期以毫秒計算。透過控制每一次點火的時間長,以及每一次點火消耗的聚變材料來控制輸出功率。因為點火需要外界提供巨大的能量,所以有很高的安全性。簡單的說,只要停止點火,反應堆裡的聚變反應就會立即結束。

很明顯,關鍵就是那種被稱為“奈米碳原子膜”的光伏材料。

雖然這種以碳元素為主的光伏材料本身並不昂貴,畢竟碳元素到處都有,但是現在只能在實驗室裡合成,不但生產效率低得嚇人,成本也高得嚇人。簡單的說,這種材料是當今世界上最為昂貴的東西,一克就價值上億元,相當於黃金的五十萬倍。製造實驗堆堆芯,用了大約十五克。

當然,產量也是個問題,這十五克光伏材料是十家大型實驗室一年的總產量。

趙耀國揉了揉額頭,說道:“商用化,暫時不需要考慮,畢竟在技術成熟,以及主要原材料實現工業化生產前,沒有實現商用的必要。我想知道的是,如果以軍事應用為主,存在哪些問題?”

“仍然是堆芯。”張清芳嘆了口氣。

“不能實現量產?”

張清芳搖了搖頭,說道:“實現量產的研究還在進行,或者說剛起步。根據我們目前掌握的情況,別說未來幾年,能在十年內找到量產‘奈米碳原子膜’的辦法就很不錯了。也就是說,目前只能在實驗室裡生產這種材料。要想建造更多的反應堆,首先就得有更多的實驗室生產這種材料。”

趙耀國微微點了點頭,朝坐在旁邊的李佑廷看了過去。

“主要是資金,只是在此之外,還有一種選擇。”

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