第三章 首个成果

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一年多前，张清芳与周自强完成了实验堆的设计工作。接下来，建造实验堆的工作正式启动。一个多月前，在用掉上百亿的经费后，实验堆在华中某秘密科研基地正式启动，“问天计划”的第一个成果落地。

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。”