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过去,人类需要靠数十年的实验积累,一点一点摸清等离子体的脾气。现在,徐辰用一套算法,让EAST在上亿度高温下连续运行了一个多小时。
这意味着,未来只要硬件跟得上,华国很可能会迅速进入下一阶段。
而硬件,是可以砸钱、砸资源、砸时间去解决的。
真正无法用钱直接买到的,是控制理论。
……
史密斯将报告合上,身体靠进椅背,目光落在窗外。
他意识到,继续把注意力放在控制算法上,或许已经不是最优选择。
ITER本质上是一个国际合作工程。
各成员方按照协议投入资金、设备和技术,同时共享相应的研究数据。但所谓“共享”,是指在ITER设备上的技术,
如果华国在控制理论上率先突破,而ITER又掌握着其他关键环节,那么双方仍然存在合作与交换的空间。
但如果ITER的所有技术优势,都被华国逐步追平呢?
到时候,所谓技术交换,很可能就会变成单方面的技术转移。
这是史密斯最恐惧的场景。他在心里反复演算过,如果那一天真的到来,美国在可控核聚变领域的战略地位,将彻底沦为一个被动接收者。那不仅仅是丧失领导力的问题,更是在能源这种终极资源上,被彻底制约。
史密斯不愿意看到这种结果。
于是,在EAST实验结束后的第二天,甚至没等官方报告的正式版本出炉,他就便要求团队研究一个课题。
主题是:如果等离子体控制不再是华国的短板,ITER接下来还能在哪些方向建立技术优势?
他给了团队一个极其紧张的期限:两周。
团队足足讨论了两周。
他们列出了第一壁材料、偏滤器耐热材料、高温超导带材、抗辐照合金、氚增殖包层等多个方向,并对各方向的技术成熟度、实验周期、数据壁垒和工业转化难度进行了评估。
最终,报告把重点放在了材料学上。
……
可控核聚变从来都不只是“能不能把等离子体关住”的问题。
上亿度的等离子体虽然被强磁场悬浮在真空室中央,看起来没有接触任何实体,但它无时无刻不在向外喷吐着恐怖的粒子流、中子辐射和电磁扰动。这些狂暴的能量,最终都要由第一壁、偏滤器以及外围冷却系统来肉身硬抗。
所谓“第一壁”,就是面向等离子体一侧、最先承受粒子轰击和辐射热负荷的真空室内壁装甲。它不仅要承受极高的热流,还要长期接受中子轰击和高能粒子冲刷。材料稍有缺陷,就可能在极端工况下发生脆化、裂纹甚至结构性失效。
而偏滤器则要主动承受等离子体边缘排出的高热流,局部热负荷可能达到每平方米数十兆瓦(MW
2)。这个数字很难靠日常经验理解。如果换算成生活中的场景,大致相当于把一座大型火力发电站产生的巨大热量,硬生生集中砸在一块餐桌大小的金属板上持续炙烤!
过去,材料科学家们只能依靠最原始的实验来筛选材料:做一批样品,放进装置里测试;烧毁了,再换一种配方接着烧。
就像爱迪生当年发明电灯泡,可以尝试上千种灯丝。但爱迪生烧断一根灯丝只要几秒钟,而聚变材料的验证周期长得令人发指!
更致命的,是聚变产生的中子。
氘氚聚变会释放出高达14.1MeV(兆电子伏特)的超高能中子。它们不带电,能直接穿透装甲表层,直接将金属内部排列整齐的晶格撞出无数个空位和位错环。
目前全球用于材料辐照研究的设施,绝大多数是裂变反应堆。但裂变产生的中子能量通常只有区区1到2MeV。换句话说,就算某种特种合金在裂变堆的中子辐照下撑了十年没坏,一旦把它放进真实聚变堆那恐怖的14.1MeV高能中子暴雨中,它也极有可能在几个月内迅速脆化、肿胀,最后变成一堆毫无强度的碎渣。
……