板磚也能飛的時代即將來臨?美國新核反應堆卡車都能裝
最近,洛克希德-馬丁公司的一項專利成為大家熱議的話題,因為這項專利涉及的內容能夠研製成功後,無疑將極大地改變著世界的面貌。該專利的內容便是緊湊型聚變核反應堆,號稱是一種劃時代的技術。在談到這項專利時,洛克希德-馬丁公司還信誓旦旦地指出可以在10年之內研製出安裝在卡車上的緊湊型聚變反應堆。
長期以來,人們對飛行器有很多稀奇古怪的暢想,但鑒於目前的動力形式,很多都停留於空想層面。
如果洛克希德-馬丁公司的緊湊型聚變反應堆能夠研製成功,其應用範圍將極其廣泛。以前我們在稱讚一型飛機的動力很強勁時,會用「板磚也能上天」來形容。然而雖然有些飛機的動力的確很強,飛行性能也不錯,但實際上仍然是帶機翼飛機的常規模樣。而緊湊型聚變反應堆成功之後,真正板磚狀的飛行器在空中自由航行將成為現實。
按照洛克希德-馬丁公司的介紹,緊湊型聚變反應堆擁有著極高的能量密度,其功率為100兆瓦,產生的能量相當於化學反應的100萬倍,或者是相當於裂變反應的3~4倍。美國「福特」級航母的動力是A1B核反應堆,單台功率為700兆瓦。雖然同A4W反應堆相比,A1B簡化了零部件和設計,體積更加緊湊,但仍然十分龐大,因此一艘艦裝有2台。
一個蘇聯時代的反應堆設計,結構極其複雜和龐大。
緊湊型聚變反應堆如果研發成功,將解決很多軍事應用領域的實際問題。
洛克希德-馬丁公司的緊湊型聚變反應堆概念圖
而如果使用緊湊型聚變反應堆來為「福特」級航母提供動力,要使其單台功率擴大到700兆瓦,體積也會比A1B反應堆小很多。由此,「福特」級航母可以節約大量的空間,來搭載更多的艦載機和彈藥,或者用來改善居住空間。而且卡車大小的緊湊型反應堆對於噸位更小的艦艇來說也是福音,即便是三四千噸的護衛艦,或者是目前的常規動力潛艇,也能夠獲得強勁的動力。
緊湊型反應堆如果研製成功,對於電磁炮來說同樣具有深遠的意義。目前電磁炮面臨的最大問題之一,便是電源小型化和儲能問題,一旦用上這種反應堆,那麼全套系統笨重、機動性弱的缺點將得到解決。而同傳統火炮相比,電磁炮在威力、發射成本和彈藥儲存的安全性等方面都有著很大的優勢,也能極大地降低後勤保障單位的負擔。
如果緊湊型反應堆應用到航空領域,像C-5運輸機這樣的巨無霸可以飛行整整一年而不用加油。而且根據洛克希德-馬丁公司在專利中的圖示描述,還可以對這種反應堆實施小型化,使F-16這種級別的戰鬥機也能用上。目前的航空動力研究機構,都在竭力地提升發動機的功率密度,增加推重比,而緊湊型聚變反應堆將使戰鬥機擁有一顆異常強大的心,讓板磚也能上天,且能搭載對電力要求大得多的武器,比如激光武器。
在洛克希德-馬丁公司的緊湊型聚變反應堆應用設想中,連F-16級別的戰鬥機也可裝載。
依靠緊湊型聚變反應堆,原來很多沒有辦法飛起來的載具,現在再也不存在問題。不僅僅原來的航空器可獲得更強大的動力,擁有更長的續航時間,而且像地面車輛和戰艦這樣的裝備也可加入「飛行俱樂部」。由於速度增加,大規模地面部隊和作戰艦艇編隊實施機動的時間將被大大壓縮。
洛克希德-馬丁公司的聚變堆可以裝到卡車上,而傳統的反應堆則往往需要一大棟建築來裝。
除了上面的這些軍事用途,緊湊型聚變反應堆也可廣泛地投入到民用領域。比如,搭載它的卡車可以為5萬~10萬人的小型城市供電,而在此之前進行這樣的操作則比較麻煩,例如俄羅斯就必須修建一座座體積龐大的浮動核電站。採用這種裝置後,水凈化的成本將降低60%左右,太空旅行成為可能,家用汽車再也不會受到油價上升的困擾,霧霾褪去,人們將重見藍天白雲。
以上種種,都是緊湊型聚變反應堆將給我們帶來的美好未來願景。但回到現實中來,要使這種反應堆研製成功,並批量生產投入實際應用,仍然有不小的挑戰。首先就是安全問題,存在著輻射泄漏的危險;其次,如何防止超導大磁環遭受中子輻射;再次,反應對內部的溫度可能高達好幾百萬度,如何進行隔熱;為了確保超導磁環的特性,需要讓其溫度保持在絕對零度,也就是零下273.15攝氏度的水平。
儘管前景很美妙,但緊湊型聚變反應堆要解決的實際問題還有很多,除非科技發生大暴走。
除非科技水平出現大暴走,要解決這些問題無疑會面臨著巨大的困難和挑戰。也就是說,當人類在暢想著緊湊型聚變反應堆帶來的種種便利時,夢想著真正的板磚也能飛上天的場景時,有無數難關在前面的道路上等著。要對這樣的項目進行投資,風險極大,我們可以進行跟蹤,但立足點還是先把核動力航母造出來吧。


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