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第三章 首个成果

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    在建造实验堆之前,周自强就在一份报告中明确提到,受到各相关技术限制,特别是主要设备制造成本的限制,实验堆不具备明显的经济性,主要体现出的是科研价值,即由他提出的理论模型能不能在实践中获得验证。做为一名纯正的科研人员,周自强显然不会考虑经济上的问题。

    当时,该项目能够获得大力支持,不是因为实验堆的经济价值,而是军事价值。

    做为军事应用,首先考虑的绝对不是使用成本。

    拿张清芳开始提到的发电成本来说,就算一度电达到了两元,在军事应用上也完全可以接受。很简单,如果采用燃气轮机做为动力,由电动机推进,一艘全电战舰的发电成本在此之上,而不是在此之下。

    正是如此,军方全力支持实验堆的建设,提供了大部分经费。

    此外,还有一点备受军方重视。

    这就是,按照周自强提交的设计方案,实验堆是一个小型堆,获益于基础理论,实验堆天生就不存在小型化问题,反到是在提高功率,即大型商用化上存在很多暂时无法解决的难题。

    一台小到可以塞进战舰肚皮里的可控聚变反应堆有多大的价值,显然不用多说。

    要知道,即便只是实验堆达到的三十兆瓦的功率,也有巨大的实用价值。如果能够把功率提高一倍,那就更不得了。要知道,花旗海军的“福特”级航母采用的两座A1B反应堆在推进时的最大输出功率为一百零四兆瓦。如果004型航母在吨位上跟“福特”级相当,那么只需要三座六十兆瓦级反应堆就能达到与“福特”级相当的性能,如果能装进去四座,就能全面超越“福特”级。只不过,到底能够装几座反应堆,还得看反应堆的小型化设计能做到何种程度。

    所幸的是,最不需要担心的,其实就是小型化。

    已经建成的实验堆就很小,别说航母,万吨级驱逐舰都能使用,而且能在不增加动力部分占用吨位与空间的前提下安装两座。如果能够在不增加尺寸的情况下把功率提高一倍,就能取代现有的动力设备。

    能够做得这么小,关键就是由周自强教授亲自设计的堆芯。

    此外,成本居高不下,也在这里。

    与裂变反应堆不一样,周自强设计的堆芯没有热循环系统,即不是利用核反应产生的能量来加热介质,而是直接转换成电能。为此,堆芯由一种透光度超过了百分之九十九的光伏材料制成,而且有数百层之多。说得简单点,反应堆的堆芯其实就是一个人造太阳。在堆芯中央,以射弹方式发射出去的聚变原料在此发生反应,产生极高的温度,而且聚变反应的能量有百分之九十为光能。正是用包裹住反应区的光伏材料,将光能转换成电能,省去了中间的转换环节。为了散热,或者说是约束聚变反应所产生的高温,反应区为真空,而且受强磁场约束,聚变反应将以脉冲方式进行,即分时段点火,每一个点火周期以毫秒计算。通过控制每一次点火的时间长,以及每一次点火消耗的聚变材料来控制输出功率。因为点火需要外界提供巨大的能量,所以有很高的安全性。简单的说,只要停止点火,反应堆里的聚变反应就会立即结束。

    很明显,关键就是那种被称为“纳米碳原子膜”的光伏材料。

    虽然这种以碳元素为主的光伏材料本身并不昂贵,毕竟碳元素到处都有,但是现在只能在实验室里合成,不但生产效率低得吓人,成本也高得吓人。简单的说,这种材料是当今世界上最为昂贵的东西,一克就价值上亿元,相当于黄金的五十万倍。制造实验堆堆芯,用了大约十五克。

    当然,产量也是个问题,这十五克光伏材料是十家大型实验室一年的总产量。

    赵耀国揉了揉额头,说道:“商用化,暂时不需要考虑,毕竟在技术成熟,以及主要原材料实现工业化生产前,没有实现商用的必要。我想知道的是,如果以军事应用为主,存在哪些问题?”

    “仍然是堆芯。”张清芳叹了口气。

    “不能实现量产?”

    张清芳摇了摇头,说道:“实现量产的研究还在进行,或者说刚起步。根据我们目前掌握的情况,别说未来几年,能在十年内找到量产‘纳米碳原子膜’的办法就很不错了。也就是说,目前只能在实验室里生产这种材料。要想建造更多的反应堆,首先就得有更多的实验室生产这种材料。”

    赵耀国微微点了点头,朝坐在旁边的李佑廷看了过去。

    “主要是资金,只是在此之外,还有一种选择。”
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