纳米崛起正文卷第五百五十八章黎明前就在谢清团队开始组建自己的科研工作室的时候。
在燧人系全力以赴的支持下,漠北阿尔泰戈壁地区中的汤谷基地内,汤谷一号的原型机,已经进入最后的冲刺阶段。
黄修远利用替身机器人,出现在基地的地下深处,此时的汤谷一号原型机,早就和一开始有了巨大改变。
一开始设计的汤谷一号,各个系统都显得非常粗糙,有些系统还是直接从现有的设备中拿来的。
而在一年来的设计建造,万高峰团队发现了非常多问题,又陆续改进了设计。
汤谷一号的核心反应炉,高度137米,宽度54米,长度63米。
而配套的阳电子流内循环系统、阳电子补给系统、蒸汽轮机发电系统、核废料回收系统之类,占据了长几公里,宽度300米的地下基地65%的空间。
黄修远站在核心反应炉的不远处,这个核心反应炉的外形,就仿佛一个大型的大罐子,样子仿佛现在常见的混凝土调制工厂中,那些竖立的大罐子。
他翻了翻平板电脑上的内部结构半剖图,在大罐子里内部,除了阳电子流层、质子回收偏滤器、核反应废料搜集器,就是光热复合发电板系统。
这些光热光伏发电板,仿佛一块块鱼鳞,整齐划一的排列组合在一起,包裹在阳电子流层外面。
在光伏光热板的后面,是一层厚度12厘米的铅板,这是防御伽马射线用的。
核聚变的产物,一共分为五种,即:光子、中微子、电子、中子、核聚变原子核。
其中中微子不用理睬,因为这个粒子,即不没有携带庞大的能量,也不会伤害到设备和人类,它可以穿透万物。
中子是之前最伤脑筋的粒子,核聚变反应中产生的高能中子,在核聚变反应产生的总能量中,中子携带了75~80%的能量。
其实如果人类无法利用中子的能量,核聚变反应中单位核燃料产生能量,可利用的能量,可能不会高出裂变堆太多。
而汤谷一号,利用阳电子流层转变了高能电子,将其变成高能带电质子,因此这一部分能量,才是整个反应中的大肥肉。
而剩下的光子、电子、原子核,才携带20~25%的能量,而电子、原子核,携带的能量,同样会被利用起来。
最后只剩下光子,核聚变反应中的光子,包含了x射线、伽马射线、可见光、紫外线和红外线之类。
其中最危险的光子,当属伽马射线和x射线,因此必须设置铅板阻挡,另外重点的电子设备之类,又会使用厚厚的铅板包裹,确保不会被这些高能射线干扰和损伤。
“高峰,辛苦你们了。”
万高峰谦逊地摇了摇头:“都是分内之事,可以亲手打造出这台设备,实现可控核聚变,也是我的荣幸。”
黄修远接着说道:“我看了你们的进度表,明年一月份汤谷一号应该可以完成。”
“是的。”万高峰想了想回道:“现在设计的各项系统,已经陆续到位,就差最后一小部分零部件,相信很快就会完成建造。”
黄修远提醒道:“虽然从模拟实验中,汤谷一号已近乎达到了当前的完美阶段,但是万事小心,毕竟这是核聚变反应。”
“多谢董事长提醒。”万高峰点了点头。
任何实验都要以安全为前提,虽然汤谷一号在设计中,已经考虑到方方面面的问题,但真正到了实际运行过程中,还是可能会出现一些意料之外的问题。
可控核聚变,尽管叫可控核聚变,却不代表可以高枕无忧了。
黄修远又说了一件事:“巴中的金乌一号进度也挺快的,估计明年五月份左右,就可以投入试运行了。”
“我和那边交流过几次,确实挺快的。”
俩人一边讨论,一边考察着整个汤谷基地。
来到电子质子流循环区域,核心发电系统就布置在这边,经过目前的发电技术已经非常先进,但本质上仍然属于烧开水。
虽然国内外学界,一直想摆脱烧开水,采用磁流体发电系统之类,但目前磁流体发电技术仍然不成熟。
特别是应用在核聚变的电子质子流中,这个难度更大。
黄修远对此也无能为力,电子质子流循环管道内,采用静电场控制这些电子质子流。
如果要复合进去磁流体发电系统,可能导致静电场控制系统出现问题,毕竟两者都是电磁系统,相互影响和干扰是必然的现象。
因此不成熟的磁流体发电系统,自然没有被应用到汤谷一号和金乌一号上。
汤谷一号仍然采用烧开水的蒸汽轮机发电,采用6台1000兆瓦级别的蒸汽轮机,装机总容量为6000兆瓦,以每年发电8000小时计算,年发电量可以达到4800万兆瓦,即480亿千瓦。
而光电发电系统和温差发电系统,则每年可以发电120亿千瓦左右。
计算起来,汤谷一号的总装机容量,达到了7500兆瓦,综合热效率达到72%左右。
这个效率比起目前国内的裂变压水堆已经高了一些,国内的老式压水堆,经过多次升级改造后,比如加装了温差发电系统,使用了新型的北风重型蒸汽轮机,从将综合热效率,提升到62%左右。
当然,可控核聚变就算是出来了,也不会马上取代裂变堆,因为裂变堆的副产物——碳14、钚之类,可以制造核衰变电池和稳定放射源。
特别是现在航天领域中,碳14制造的核衰变电池,有非常重要的作用。
而且目前的可控核聚变发电站,成本还是居高不下,主要的优势,还是核聚变的核燃料丰度比较大。
毕竟汤谷一号可以只使用氘作为原材料,不需要昂贵稀少的氚、氦3,直接通过重水大量提炼即可。
氘在海水中的丰度,大概是十万分之三左右,看似丰度非常低,问题是蓝星中的水资源总量足够大。
把全球海水中的氘提炼出来,都有几兆吨了。
如果按照当前人类的用电量,这些氘元素足够人类用几百亿年了。
纯氘核聚变反应的优势,就是核燃料丰度非常大,足以支撑人类迈入星际时代,不像铀、钚、氚、氦3之类,属于稀有资源。
原材料丰度大,提炼难度也不高,可以直接电离反蒸,或者采用膜过滤、高速离心分离之类。
完全可以利用核电,作为能源提炼大量的氘元素。
原材料成本下降,而系统的其他部件、配套设施,也可以用大量廉价电能,反哺这些制造厂,让其生产成本进一步下降。
这可以形成一个闭环,让电能生产成本和制造业成本不断下降。