第246章
當今世界上影響最大的兩個能源項目，一個是四代核技術，另外一個就是可控核聚變項目了。♙♕ 😲✌
尤其是後者，更是被譽為人類最終極的能源，一旦攻克之後，人類就不會再有能源危機的那種。
然而不管是四代核技術還是可控核聚變，都是技術難度非常大的項目，尤其是後者，號稱永遠的五十年，其難度之大甚至一度讓科學家們絕望。
其中：
(1)、快堆不僅把鈾資源的有效利用率增大數十倍，而且也將鈾資源本身擴大幾百倍以上。因為，一旦大量使用快堆，目前認為開採價值不大的鈾礦便具有開採價值。這樣，快堆的利用就可能為人類提供極其豐富的能源。
(2)、快堆核電站是熱中子堆核電站最好的繼續。核工業的發展堆積了大量的貧鈾（含鈾－235很少的鈾－238），快堆消耗的正是貧鈾。用貧鈾來發電，同時還增殖燃料，實在是一舉多得的好事。熱中子堆核電站發展到一定水平時，及時地引入快堆核電站，利用快堆來增殖核燃料，這是一個很必然的發展計劃。
(3)、快堆核電站具有良好的經濟前景。因為它具有增殖核燃料的突出優點，所以發電成本在燃料價格上漲的情況下，仍能保持較低的水乎。據估計，石油價格上漲100%，油電站發電成本增加60%；天然鈾價格上漲100%，輕水堆核電站發電成本增加5%，而快堆的發電成本只增加0.25%。
但是就在這一串的數字背後，是科學家們以年紀的技術攻關的歲月。從快堆提出到現在已經有相當長的時間了，但是快中子增值反應堆的項目卻是一拖再拖，就算是核技術實力排行靠前的俄羅斯，也無法避免。
王峰總結了一下，問題大概有以下這些：
在快堆中，由於快中子與核燃料中的原子核相互作用引起裂變的可能性要比熱中子小得多，為了使鏈式反應能繼續進行下去，所用核燃料的濃度（一般為12～30%）要比熱中子堆的高，裝料量也大得多，這就造成了危險性難以控制。
快堆活性區單位體積所含核燃料比熱中子堆大得多，它的功率密度比熱中子堆大幾倍，一般每升為400千瓦左右。這樣高的功率密度，要把熱量從堆內取出加以應用，這在技術上是比較複雜的。
快堆不能用水作冷卻劑，而普遍採用液態金屬鈉把熱量帶出來。此外，快堆用的燃料元件的加工製造要比熱中子堆複雜得多和困難得多，隨之而來的製造費用高昂。
同時，快堆的控制就是控制中子的作用，由於快堆內快中子壽命短，鈽的緩發中子份額小，這就使得問題複雜多了。並且，對反應堆的作業系統保護的要求也很嚴格。
以上的種種原因造成了快堆的發展緩慢。
其實究其原因，大概就是這麼一點：由於鈾238不能夠自發地進行持續的鏈式反應，所以必須要把它轉化成鈽239才行，這中間就涉及到了一系列的問題，如果能夠把鈾238變得可以自發地進行鏈式反應，那麼以上的問題基本上就都能夠獲得解決。
畢竟目前來說，通用核技術已經發展到了第三代，不管是安全性還是利用效率都獲得了極大的發展。
所以看著眼前的鋼鐵巨獸，王峰的內心極為激動：因為超導磁技術已經發展得相當成熟了，所以這一次的設計難度要小很多。
在楊米爾斯方程的解求出來以後，他已經成功地將強相互作用和電磁相互作用個關聯了起來，並且實現了其實際應用。
當然，可控核聚變他肯定是暫時不太敢想，雖然關於聚變的新聞，記者同志經常拿一堆數字和術語亮瞎咱的狗眼，比如：中國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST，成功實現電子溫度超過5000萬度、持續102秒的超高溫長脈衝等離子體放電，EAST既定目標是1億度1000秒等等。
這些數字看起來很有說服力但是在真正的技術難點面前，這些不過是弟弟而已，難道誰家的核反應堆只運行幾千秒就完事兒了？
目前來說我們用是氘氚核聚變，其中，重水市場價大約10000元/kg，1kg重水理論上可產生近一億度電，可見，重水製備成本可忽略不計。氚用中子轟擊製備，要繁瑣些，價格也要昂貴一些。
氚完全靠中子轟擊鋰來獲取，成本大概是3萬/g，是的沒錯，就是一克，而且價格是美元。
其次就是溫度，原子核帶正電，2個原子核越靠近排斥力越大，但你又沒法捏著原子核把它們擰成一團，所以通常就是讓它們高速相撞，只要速度足夠快，就可以抵消這個排斥力，擰成一個核。這原理夠簡單吧！
溫度是什麼？溫度的本質就是粒子的運動速度，100度的空氣和10度的空氣，只是分子速度不同而已。為了讓原子核擁有足夠的速度相撞，就需要足夠的溫度，所以擰原子核都很燙！這原理也不難吧？
可問題是你要如何容納上億度的高溫的等離子體？
不管是磁約束還是慣性約束都被證明不靠譜，尤其是磁約束，常溫超導體還是王峰的團隊幫忙解決的。
而且就算是能夠將高溫的等離子體約束起來，這就完了嗎？
還差得遠呢！
裝置能夠產生足夠的熱讓自己的核反應繼續下去，按照目前的實際情況，對磁約束來說需要Q達到5~8，對慣性約束來說要求Q達到50~100。
商用的話，考慮到成本，對磁約束來說需要Q達到22以上，你再考慮到裝置本身的土建成本、使用壽命和拆解處理費，可能需要Q達到30以上。
Q值就是輸出能量和輸入能量的比值，目前來說我們大概是停留在個位數，以10為目標前進著。
現存的托卡馬克裝置·球狀托卡馬克裝置為了不損毀自身，聚變等離子體的密度過低，無法長時間維持反應，輸出的電力低於輸入（輸出的總能量大於輸入是可以的，但熱能和中子的能量並不能完全轉換成電力），當不了能源，不過已經很接近了。
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現有托卡馬克裝置的最高實際效率是1997年歐洲聯合環形加速器（JET）的輸出16兆瓦/總輸入24兆瓦（聚變能增益係數Q=0.67），持續不到一秒。
日本JT-60U用實驗數據推算氘-氚聚變的紙面Q=1.25，可以對外輸出30兆瓦電力，但其沒有使用放射性物質氚的能力，並未進行該點火試驗——而根據JET的經驗，實際Q會是紙面值的一半左右。
在即將完成的托卡馬克裝置里，國際熱核聚變實驗反應堆（ITER）目前已經動工，預計於2025年開始等離子體實驗，2035年開始進行全氘-氚聚變實驗。它的設計目的是輸出500MW/輸入50MW，Q=10，長脈衝持續400-600秒，等離子體超過10億攝氏度。
設計得很美好，只能說希望不要再推遲了
有了這些考慮，王峰的心理壓力就可想而知了。
「王教授，你說這一次的實驗能夠成功嗎？」呂司長好奇地問道，同時也有些不好意思。
「還行吧，科學這種事兒沒有什麼說得準不準的。」王峰習慣拿事實來說話，而不是自己胡編亂造。
「不過就我們的驗算和模擬來看，應該是沒有問題的。」王峰補充道。
「那就好，那就好，希望能成功！」呂司長祈禱了一下。
不怪他這樣，畢竟每年他們在能源進口上耗費的外匯儲備，實在是太驚人了，那是以千億美元為單位的。
尤其是人家時不時還卡尼一下，或者說零時調整一下價格.噁心死了。
「你說這個如果成功了，那麼我們將來的電價能不能降下來？」呂司長問道，同時又像是在自說自話。
「你問這個幹什麼，你家交不起電費了？」王峰開玩笑道。
「我家倒不是交不起電費，不過很多工廠在這兩年年都快交不起電費和房租倒是真的，製造業的萎靡不振我們看在眼裡，急在心裡，但是卻很難做什麼。」
「那應該會吧，到時候看你們自己調整了，但是也別指望降低太多，核電本身就不是什麼便宜的能源，就算是三代核技術也是如此。」
「而且估計降低得也不會很快，因為核電的建設周期相當長！」王峰琢磨了一下，回答道。
「那也總比沒有強！」
「到那個時候，廉價的電力可以讓整個工業體系煥發第二次新生。很多工業設備都是電力的無底洞，有些電老虎單台設備的耗電就能趕得上一座小城市的民用電功率。」
「而這類設備通常都位於現代工業社會生產流程的初段，比如金屬冶煉、化工、機械等。因此我們所使用的諸多工業產品的成本都會迎來一次大幅度的跳水，比如建築、汽車、廚具、電器、紡織等。」
「金屬等材料的廉價意味著我們可以更自由的改變這個世界的物理結構——更高更大的建築，更多更密的橋樑，更深更廣的地下空間……而且這類設施的使用強度和年限也可以更低的成本做到更優。」
「而這一切的結果就是我們的城市將獲得新的發展維度，上萬米的建築跨度將大量走入現實。高山與海洋這樣的地貌都不再是城市建設的障礙。如果必要，把渤海灣變成中國的內湖都指日可待。」
「地下的居住環境將獲得更大的改善，風扇可以持續供應新鮮的空氣，電燈則可以用更大的功率提供不輸於陽光的照度和更有利於健康的波長；封閉的空間隔絕了蒼蠅、蟑螂、蚊子、老鼠等小動物的騷擾；廉價的金屬構件可以製造出跨度數千米的巨大地下空間；巨大的LED屏幕鋪滿頂棚模擬出天空的樣貌……」
「廉價的電力會對水資源的利用方式產生本質變革。海水以讓人接受的成本轉換為淡水被輸送到乾旱地區。這意味著位於大陸板塊中心的荒漠地帶也可以變成熱帶雨林或水鄉江南。」
「超級城市們將農業區設置在地下，將農業徹底歸入工業的範疇，農民徹底變成一種職業而不是一種身份（而且對學歷的要求會很高）。作物被安置在多層貨架上，在電燈照耀下不論節氣的產出果實。」
「農業的精細化管理將達到前所未有的高度。封閉的種植工廠可以絕對的隔離有害生物，完全不使用農藥的地下農田將成為主流和常態。」
「如果說2020年的農田作物就如同住在廉價公寓，那麼屆時的作物就像住進了有一百個僕人的奢華宮殿，一系列密密麻麻的監測設備將會以葉片為單位全天候照顧作物的起居，反正電力有的是。」
「得益於核聚變導致的農業革命，地球的可承載人口極限將從現在的不到200億飛升至上萬億。傳統農產品的「畝產」概念將被「立方畝」代替，而一個「立方畝」農田的小麥年產量將輕鬆超過千噸。」
「按照人均消耗百斤來計算，這樣一個小樓大小的農田一年可以養活上萬人口。也就是說，只需要一座城市大小的「農業生產區」，就可以養活上千億的人口。」
「電力交通工具的適用範圍將會爆發式擴展——電動車充電永久免費，路面平整度極高以至於不需要減震措施，甚至可以採用類似於火車那樣的金屬車輪，自動駕駛技術基本杜絕了停車等待的頑疾。」
「除此之外，得益於電池技術的發展，其使用成本和收益也會大大優於燃油車。乃至於貨運車輛、大型船隻、工程機械都將向電動靠攏，從而進一步提高其華能電池的發展效益。」
「王教授，實驗已經準備完畢，請指示！」就在呂司長暢想未來的時候，一個工作人員跑了過來。
「王教授，恭喜你了，萬事俱備，只欠東風了！」呂司長高興地說道，從出道到現在，他還沒見王峰失敗過，他對於王峰有著謎一樣的信心。
「哦，那就開始吧，我已經迫不及待了！」
(本章完)