第四十四章 聚变反应实验（下）

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。”