学霸的军工科研系统 第1442节

　　这个问题如同一盆冷水，浇在了几人头上。

　　而一直没怎么说话的邝忠昕，此时终于开口了：“过程虽然艰涩复杂，但结论还是能看懂的……要么就用结果搞一次试运行看看？”

　　“这套东西……我看是奔着稳态运行的目标去的。”丁宣却有些无奈地揉了揉太阳穴：“但HL-2A装置……即便真的攻克了理论障碍，恐怕也不能满足长时间稳态运行的需求吧？”

　　“是啊，”宋金航也认同地点点头，补充道，“就比如我这部分，控制策略对热系统的调制精度、磁场控制的实时响应速度要求可能极高，我们现有的控制系统能否完美执行也是个……”

　　“等等！”

　　话音未落，一直紧锁眉头盯着自己电脑屏幕的周新同就突然开口打断，同时做了个噤声的手势。

　　办公室瞬间恢复无声。

　　只见周新同双手重新放回键盘上，飞快地调出了HL-2A装置的参数数据库以及关键运行日志。

　　时间一分一秒过去十几分钟仿佛被拉得无比漫长。

　　终于，周新同敲下了最后一个回车键，屏幕定格在一幅清晰的曲线图，和一个用加粗字体标出的计算结果上。

　　“应该……够了。”

　　他把屏幕旋转过来，指着上面那个醒目的计算结果，声音微微有些发颤：

　　“如果磁流体力学计算结果能够趋近完美，而只考虑设备本身的限制，那么在不突破现有硬件边界的前提下，HL2A可以将中心电子温度稳定在5500万摄氏度以上的等离子体……”

　　他的目光扫过三位屏息凝神的下属，掷地有声地吐出那个石破天惊的数字：

　　“……维持超过4000秒！”

　　“四千秒？！”

　　三人瞬间脸色大变几乎同时失声惊呼。

　　HL2A刚买回来的时候，等离子体的维持时间甚至要以毫秒来计算。

　　如今最新的结果，也不过是百秒左右的水平。

　　而4000秒，相当于1个小时还多。

　　周新同点点头：

　　“4000秒……当然也还算不上长时间稳态运行。”

　　“但已经足够作为标准来验证我们拿到的结果到底有多正确了！”

第1669章 沸腾的西南物理所

　　计划敲定，接下来要做的，自然就是执行。

　　实际HL2A才刚刚完成过上一次维护不久，虽然纸面性能指标受困于原始设计无法进一步提高，但整个设施的各个关键部分都正处在风险曲线的低点。

　　因此单用作一次测试的话，完全已经足够了。

　　更何况，聚变反应在完成L-H转换之前完全没有自发维持的能力，完成转换之后也需要极其严苛的条件才能维持，因此除非发生特别离谱的问题，否则装置以及周围环境的安全性总归是可以保证的。

　　这也使得搞聚变研究的人……

　　胆子都相对比较大。

　　半个月后。

　　“真空泵组全功率启动，目标真空度1.0e-7 Pa。”

　　周新同的声音在HL-2A托卡马克装置的主控室内响起，指令通过内部通讯系统清晰地传递到各个岗位。

　　随着两名操作人员分别点下“确定”按钮，巨大的低温泵和涡轮分子泵低沉的嗡鸣声骤然拔高了一个调门，开始贪婪地抽吸真空室内残存的气体分子。

　　控制室前方巨大的综合显示屏上，代表真空室压力的数据曲线如同一颗从半空中抛落的铅球，急速向下坠落。

　　“泄漏率0.042%，已经低于工作允许值0.1%。”

　　负责真空系统的工程师报告道。

　　但周新同却一把扶住他的肩膀：

　　“先别停，再让泵组工作一段时间。”

　　紧接着似乎是对工程师也似乎是在向自己解释：

　　“我们这次测试的项目本身就超越了设计手册的限制，所以不能以过去的参数作为标准。”

　　空气中的杂质气体可能会污染等离子体，增加能量损失，并影响整个系统的绝缘性。

　　因此目标持续时间越长，就需要越高的真空度。

　　当然，再完美的设备也不可能实现理论上的完美真空。

　　至于剩下的那些杂质，就要交给辉光电极和偏滤板来处理了。

　　又过了几分钟后，周新同的目光在真空度曲线和泄漏率数据上停留片刻，终于微微颔首：“保持监控，确保稳定。液氦注入系统启动，超导线圈预冷。”

　　“液氦注入开始！线圈温度开始下降……”低温系统负责人的声音紧随其后。

　　主控室内，所有目光都聚焦在超导线圈状态监测界面上。

　　那代表着电阻的数据，在触及某个临界点后，如同被一只无形的手猛地按向深渊，瞬间跌落到几乎无法测量的10^{-11}Ω量级，同时发出一阵轻微但清晰的高频蜂鸣。

　　这标志着巨大的环向场线圈和极向场线圈已成功进入零电阻的超导态。

　　“超导态稳定！环向场线圈励磁启动，目标强度2.8T。”周新同继续下达指令。

　　强大的电流开始注入超导线圈，磁场在真空室内迅速构建起一层无形的避障，成为囚禁未来火焰的牢笼。

　　“说实话，我觉得整个过程最危险的就是磁场强度这一块……”

　　站在主控室后面的丁宣看着不断上升的电流参数，颇有些担心地对旁边的宋金航说道。

　　特斯拉实际上是一个很大的单位，绝大多数人终其一生都不太可能见到一次强度为1T的磁场。

　　但对于“约束高温等离子体”这个目标而言，2.8T仍然是一个不太稳妥的数字。

　　在托卡马克装置运行的过程中，绝大部分杂质以及扰动都出现在等离子体边缘，因此需要将这部分的粒子和热量引导到一个专用靶板上。

　　而这个“边缘范围”如果过大那么在除杂过程中造成的能量损失就会越明显。

　　“我专门用那份资料里面提供的方法算了算。”宋金航回答道，“按照咱们这次的参数，要维持等离子体稳定存在的理论磁感应强度是2.63T，所以如果理论是正确的话，问题……应该不大。”

　　“我担心的是咱们的线圈还有传感器……”丁宣看着前面的大屏幕，此时HL2A已经进入了辉光放电清理程序，也就是用低压氩气的电离放电来轰击真空室内壁，与紧随其后的硼化程序共同作用，使壁面沉积一层薄膜，用以吸附和清理后续运行中可能产生的杂质。

　　此时此刻，一切数据都维持在远低于黄色区间的范围内。

　　“我知道。”直到光谱仪检测结果出炉，宋金航才继续了刚才的话题，“所以咱们不是特地降低了芯部温度么……这样哪怕Q值降低一点，至少稳定性能提上去。”

　　Q值，是指净能量增益。

　　只有Q>1的时候，聚变反应在能量核算上才是有收益的。

　　实际由于维持等离子体的存在需要高昂的代价，早期大部分聚变试验的Q都是小于1的。

　　当然就研究过程而言，这是必然要经历的代价。

　　就像被瓦特改进之前的蒸汽机，效率也只有可怜的1%左右。

　　丁宣张了张嘴，但这次并没有开口。

　　因为HL2A的启动流程，此时已经到了第一个关键阶段。

　　“准备注入燃料气体，氘气，目标初始压强3毫托。”

　　精密的压电阀开启，微量的高纯氘气被注入已臻于完美的真空环境。

　　真空计读数产生了一个微小的、被精确控制的波动。

　　“等离子体生成准备就绪。”工程师深吸一口气，汇报道。

　　“启动中心螺线管预电离程序，ECRH系统预热。”

　　“中心螺线管电流快速爬升…欧姆加热场建立！”

　　“ECRH系统启动，微波功率注入……”

　　“……”

　　真空室内，原本一片漆黑的核心区域，猛地爆发出一团刺目的、细丝状的亮白色电弧。

　　这光芒极其短暂，却宣告了物质的第四态——等离子体的诞生。

　　当然，没有任何光学设备能够直接观测到这一幕，但指挥室大屏幕上的数据，却毫无疑问地指向了相同的结果。

　　“频率110GHz，功率1.5MW，等离子体电流建立！”

　　随着邝忠昕的汇报声响起，主控室内响起几阵压抑的掌声。

　　跟另外两个试验组有所不同，试验三组的主要研究方向在于HL2A设施本身，因此会直接参与系统操作。

　　“维持电流爬升速率，目标等离子体电流1.0MA，中性束注入系统准备。”周新同发出指令的声音中也带上了些许颤抖。

　　中心螺线管的电流变化更加剧烈，感生的强大环向电流在等离子体中奔涌。

　　在无人能够直视的地方，等离子体环的强度迅速增强，颜色也转为明亮的橙黄色。

　　“等离子体电流达到0.8MA！中性束注入启动！能量80keV，功率5MW！”邝忠昕继续报告。

　　装置侧方的中性束注入器发出耀眼的白光和嘶嘶的粒子流声响，高能的氘氚原子束穿透磁场，贯入等离子体核心。

　　等离子体芯部的等效温度进一步向上，很快便突破了2000万℃。

　　“继续注入！ECRH功率提升至3MW！”周新同的声音陡然拔高了一丝，显然前半段无比顺畅的过程也加强了他的信心，“目标，触发H模！”

　　很快，就在加热总功率突破某个临界点的瞬间——

　　“边缘温度梯度突变！密度剖面改变！D_α辐射信号骤降！”邝忠昕几乎是喊了出来，“进入高约束模式了！”

　　当加热功率超过某个阈值时，等离子体边缘会发生“L-H转换”。

　　此时等离子体边缘会自发形成一道“运输势垒”，大大减少能量和粒子从核心向外的损失，显著提高约束性能和中心温度/密度。

　　也意味着在外部条件理想的情况下，等离子体终于可以维持自发存在。

　　主控室内一片寂静，只有设备运行的嗡鸣和急促的呼吸声。

　　屏幕上，代表能量约束时间的指标如同挣脱了束缚，猛地向上飙升，瞬间达到了常规L模的数倍！

　　等离子体边缘那道无形的“运输势垒”已然形成，将狂暴的能量和粒子死死锁在核心区域。

　　“约束时间……超过1.5秒，还在上升！”