在‘破曉’聚變實(shí)驗(yàn)堆送入棲霞可控核聚變工程基地后,徐川就住在了基地的研究所里面,親自指揮著實(shí)驗(yàn)堆的組裝和改造工作。
由西部超導(dǎo)集團(tuán)生產(chǎn)出來的高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料被加工成的特殊的形狀,送到了工程基地的倉庫中。
這項(xiàng)工作是提前的,在過年的時(shí)候確定了交易ASDEX裝置的時(shí)候,他就向普朗克等離子體研究所要了ASDEX裝置的詳細(xì)設(shè)計(jì)圖和結(jié)構(gòu)圖之類的資料。
然后研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)相關(guān)資料進(jìn)行了設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)后的圖紙數(shù)據(jù)第一時(shí)間就發(fā)送給西部超導(dǎo)集團(tuán)的生產(chǎn)線,加工成了對(duì)應(yīng)的超導(dǎo)產(chǎn)品,在ASDEX裝置還沒運(yùn)送過來前,就已經(jīng)送到了基地中。
按照設(shè)計(jì)圖,項(xiàng)目基地中二十四小時(shí)燈火通明,加班加點(diǎn)的忙碌著。
為了穩(wěn)定的將ASDEX裝置改造成‘破曉聚變堆’,一個(gè)多月的時(shí)間,徐川沒有走出過棲霞山項(xiàng)目基地,吃喝拉撒全在里面。
不過這長達(dá)一個(gè)月的忙碌是值得的,在八一節(jié)日后,像是專門作為禮物一般,破曉項(xiàng)目的工程師們?cè)诙男r(shí)不停的工作下,終于完成了最后一組線圈的組裝。
為了將高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料組裝到原先的ASDEX裝置上,華國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)在核心廠房中搭起了超過二十米的龐大龍門架,并且在每一組提供強(qiáng)磁場的超導(dǎo)組件的外側(cè),還建造了對(duì)應(yīng)的固定裝置。
這些固定裝置牢牢的將超導(dǎo)組件以及破曉聚變堆固定在起始位置上,目的是為了防止提供強(qiáng)磁場的超導(dǎo)線圈出現(xiàn)位移或者其他意外情況。
畢竟在可控核聚變反應(yīng)堆腔室內(nèi)運(yùn)行的,是溫度高達(dá)上億度的超高溫等離子體,如果磁場控制出現(xiàn)偏差,恐怕櫻花國的悲劇將再次重演。
這也是為什么在當(dāng)初選址的時(shí)候,徐川要求地質(zhì)一定得穩(wěn)定的原因。
經(jīng)過了一個(gè)月的艱苦奮斗,ASDEX裝置的組裝和改造終于全面完成了。
站在龐大的‘破曉’聚變堆面前,不光是徐川,所有的工作人員和研究員眼神中都流露出來自豪、希冀、期待、盼望等各種情緒。
不過好在,這項(xiàng)工作順利的完成了!
剩下的,就是開啟聚變堆,完成驗(yàn)收后進(jìn)入下一階段的征程了。
眼神中帶著笑意,徐川看了一眼面前龐大的聚變堆,看向站在他身邊的彭鴻禧院士,下達(dá)了指令:
“各組準(zhǔn)備,開始檢查破曉聚變裝置的安裝情況,及時(shí)匯報(bào)情況,按照預(yù)定計(jì)劃開啟通電運(yùn)行!”
忙碌了這么長的時(shí)間,耗費(fèi)三億歐元和巨大的心血將ASDEX裝置買回來,自然不可能讓它在這里閑置著。
嚴(yán)格來說,第一次的通電運(yùn)行并不是點(diǎn)火運(yùn)行實(shí)驗(yàn),它只是組裝完成后的驗(yàn)收。
至于驗(yàn)收的目標(biāo),其實(shí)也很簡單。
第一個(gè)是檢查組裝完成的破曉聚變裝置是否能正常運(yùn)行,包括向內(nèi)部注入一定的原料,升高溫度控制其運(yùn)行。
第二個(gè)則是確認(rèn)使用高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料制造的外場線圈能否正常提供超過40T的龐大磁場。
這兩點(diǎn)是首次通電運(yùn)行的目標(biāo),并不追求運(yùn)行時(shí)長。
只要這兩個(gè)目標(biāo)達(dá)到了,就能確認(rèn)破曉聚變裝置能開啟后續(xù)的實(shí)驗(yàn)了。
如果一切順利的話,徐川準(zhǔn)備在一個(gè)特殊的日子正式開啟真正第一輪的點(diǎn)火運(yùn)行實(shí)驗(yàn)!
2020.10.01。
今年的十一相當(dāng)特殊,它不僅是國慶節(jié),還是中秋節(jié)!
國與家,均團(tuán)圓。
在這樣的日子里,用可控核聚變工程的突破來為國家祝賀,這絕對(duì)是最美好的事情之一了。
至于時(shí)間,其實(shí)算一算也沒多久了。
現(xiàn)在已經(jīng)接近八月中旬,還有一個(gè)半月的時(shí)間,中間還要進(jìn)行驗(yàn)收測試以及測試后的設(shè)備檢修維護(hù)調(diào)整等等。
雖說并不是很緊,但也算不上寬松。
在徐川下達(dá)了檢測命令后,破曉聚變裝置工程組的工程師們就迅速動(dòng)了起來。
對(duì)他來說,檢查設(shè)備的情況這種事情只是嘴上的一句話,但實(shí)際上這是一件相當(dāng)繁瑣的事情。
從破曉聚變裝置的主體、再到專門提供計(jì)算力的超算中心、到冷卻用的液氦與液氮設(shè)備、再到提供電能的電網(wǎng)穩(wěn)定性.等等。
等到破曉聚變裝置工程組的工程師們真正完成所有的檢查工作,時(shí)間來到了命令下達(dá)后第四天了。
安放破曉聚變裝置的地下核心區(qū)域中,棲霞山可控核聚變工程項(xiàng)目上的全體工作人員嚴(yán)陣以待地守在各自的崗位上。
站在總控制室中,徐川透過碩大的監(jiān)控屏幕俯瞰著安靜臥在寬闊地面上的破曉聚變裝置。龐大的反應(yīng)堆猶如鋼鐵巨獸一般沉睡著,只等待一個(gè)醒來的時(shí)機(jī)。
盡管已經(jīng)不是第一次站在這種位置,但他的心此刻前所未有的澎湃著,跳動(dòng)著。
誰也不知道,為了這一刻,他已經(jīng)等待了至少十幾年的時(shí)間。
走到了徐川的旁邊,彭鴻禧院士的學(xué)生,此前負(fù)責(zé)過《核能β輻射能聚集轉(zhuǎn)換電能機(jī)制》項(xiàng)目的韓錦作為彭鴻禧的助理同樣加入了可控核聚變工程。
此刻,他負(fù)責(zé)著代替彭鴻禧院士向徐川傳達(dá)著報(bào)告:“徐院士,破曉聚變裝置的全面檢查已經(jīng)完成,所有設(shè)備均正常無問題,可以進(jìn)行驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)了。”
聽到韓錦的報(bào)告,徐川點(diǎn)了點(diǎn)頭,深呼吸了一口后,沉穩(wěn)的下達(dá)了指令:“開始通電運(yùn)行!”
隨著開始實(shí)驗(yàn)的命令下達(dá),各組控制室的工作人員迅速忙碌了起來。
外部電流穩(wěn)定的供應(yīng)入破曉聚變裝置中,連接著液氮與液氦存儲(chǔ)的管道閥門被打開,超低溫的液氦與液氮通過不同的管道流向不同的區(qū)域。
部署在外場的高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料如以往無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)中一樣,在液氮與液氦的冷凍下迅速達(dá)到了Tc臨界溫度。
而隨著強(qiáng)電流的不斷輸入,通過外場超導(dǎo)線圈的電流開始迅速且穩(wěn)定的增大,伴隨著強(qiáng)電流經(jīng)過普通導(dǎo)體的‘滋滋’聲,外部的超導(dǎo)線圈開始向超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變。
與此同時(shí),總控制室中反饋在電腦屏幕上的約束磁場強(qiáng)度與破曉聚變裝置的各項(xiàng)數(shù)值開始不斷攀升。
看著一路上升到40T的約束磁場,徐川一直緊繃著的臉龐也帶上了一絲笑意。
不管之前測試過多少次,不管上輩子使用過多少次,但當(dāng)現(xiàn)在部署在破曉聚變?cè)O(shè)備上的高溫銅碳銀復(fù)合超導(dǎo)材料如期展示出自己強(qiáng)大的性能時(shí),他一直提起的心,也終于放下來了。
40.21T!
束縛等離子體的磁場強(qiáng)度是控制可控核聚變反應(yīng)堆腔室中超高溫高壓等離子體湍流的關(guān)鍵之一。
通過疊加一百特斯拉的磁場強(qiáng)度,這已經(jīng)是地球磁場強(qiáng)度的八萬倍了,是原本ASDEX裝置的四倍多。
如此龐大的約束磁場,能更進(jìn)一步更有效的控制住反應(yīng)堆腔室中的等離子體。
“穩(wěn)態(tài)磁場強(qiáng)度達(dá)到40.21特斯拉,第一階段驗(yàn)收目標(biāo)達(dá)成!”
總控制室中,工作人員帶著顫抖而又激動(dòng)的匯報(bào)大聲的響起。
不止是這名年輕的研究員,控制室中的所有人臉上都帶上了喜悅。
40.21T的穩(wěn)態(tài)磁場,光是這一點(diǎn),就已經(jīng)打破了國內(nèi)最先進(jìn)的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)25.72T的記錄了。
總控制室中,徐川站在控制臺(tái)前,確認(rèn)了約束磁場和其他組件都沒有問題后,深呼吸了一口氣,繼續(xù)下達(dá)指令!
“開始下一個(gè)驗(yàn)收環(huán)節(jié),向破曉聚變裝置中注入氦三!”
在對(duì)可控核聚變反應(yīng)堆驗(yàn)收的時(shí)候,向腔室中注入微量的氦三氣體,然后不斷升高溫度使其加熱成等離子體,用于驗(yàn)證外部約束磁場是否能順利的控制反應(yīng)堆腔室內(nèi)的等離子體原料同樣是非常關(guān)鍵的步驟。
而之所以用氦三而不是DT核聚變的原料氘氚氣體,是因?yàn)楹と圩冃枰臈l件更加苛刻。
其實(shí)準(zhǔn)確地說,發(fā)生核聚變并沒有嚴(yán)格的溫度要求,只有反應(yīng)的劇烈程度和能否自發(fā)維持核聚變。
比如太陽內(nèi)核的溫度只有一千五百萬度,但在那兒一直發(fā)生和維持著氫-氦核聚變反應(yīng)。
然而在地球上,如果要通過可控核聚變手段維持聚變反應(yīng)的話,則需要至少五千萬度的高溫。
至于更高一級(jí)的氦三,如果用它來進(jìn)行下一級(jí)核聚變,溫度得是氘氚聚變時(shí)的十倍甚至更高。
就以眼前這臺(tái)破曉聚變堆舉例,氘氚氣體在五千萬級(jí)的溫度左右就能產(chǎn)生聚變現(xiàn)象,而氦三在相同的條件下,如果要產(chǎn)生聚變現(xiàn)象則需要達(dá)到至少十億度。
而單純的驗(yàn)收,肯定是沒法進(jìn)行點(diǎn)火讓原料聚變輸出電能的,相關(guān)的設(shè)備都沒裝配上去呢。
所以為了以防在上億度的高溫中,反應(yīng)堆腔室中的原料自發(fā)產(chǎn)生聚變現(xiàn)象引起實(shí)驗(yàn)偏差,使用聚變溫度需求更高的氦三來作為實(shí)驗(yàn)原料是最合適的。
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