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“红警”时代即将成真?美国新核反应号称堆卡车都能装
最近,洛克希德-马丁公司的一项专利成为大家热议的话题,因为这项专利涉及的内容能够研制成功后,无疑将极大地改变着世界的面貌。该专利的内容便是紧凑型聚变核反应堆,号称是一种划时代的技术。在谈到这项专利时,洛克希德-马丁公司还信誓旦旦地指出可以在10年之内研制出安装在卡车上的紧凑型聚变反应堆。
长期以来,人们对飞行器有很多稀奇古怪的畅想,但鉴于目前的动力形式,很多都停留于空想层面。
如果洛克希德-马丁公司的紧凑型聚变反应堆能够研制成功,其应用范围将极其广泛。以前我们在称赞一型飞机的动力很强劲时,会用“板砖也能上天”来形容。然而虽然有些飞机的动力的确很强,飞行性能也不错,但实际上仍然是带机翼飞机的常规模样。而紧凑型聚变反应堆成功之后,真正板砖状的飞行器在空中自由航行将成为现实。
按照洛克希德-马丁公司的介绍,紧凑型聚变反应堆拥有着极高的能量密度,其功率为100兆瓦,产生的能量相当于化学反应的100万倍,或者是相当于裂变反应的3~4倍。美国“福特”级航母的动力是A1B核反应堆,单台功率为700兆瓦。虽然同A4W反应堆相比,A1B简化了零部件和设计,体积更加紧凑,但仍然十分庞大,因此一艘舰装有2台。
一个苏联时代的反应堆设计,结构极其复杂和庞大。
紧凑型聚变反应堆如果研发成功,将解决很多军事应用领域的实际问题。
洛克希德-马丁公司的紧凑型聚变反应堆概念图
而如果使用紧凑型聚变反应堆来为“福特”级航母提供动力,要使其单台功率扩大到700兆瓦,体积也会比A1B反应堆小很多。由此,“福特”级航母可以节约大量的空间,来搭载更多的舰载机和弹药,或者用来改善居住空间。而且卡车大小的紧凑型反应堆对于吨位更小的舰艇来说也是福音,即便是三四千吨的护卫舰,或者是目前的常规动力潜艇,也能够获得强劲的动力。
紧凑型反应堆如果研制成功,对于电磁炮来说同样具有深远的意义。目前电磁炮面临的最大问题之一,便是电源小型化和储能问题,一旦用上这种反应堆,那么全套系统笨重、机动性弱的缺点将得到解决。而同传统火炮相比,电磁炮在威力、发射成本和弹药储存的安全性等方面都有着很大的优势,也能极大地降低后勤保障单位的负担。
如果紧凑型反应堆应用到航空领域,像C-5运输机这样的巨无霸可以飞行整整一年而不用加油。而且根据洛克希德-马丁公司在专利中的图示描述,还可以对这种反应堆实施小型化,使F-16这种级别的战斗机也能用上。目前的航空动力研究机构,都在竭力地提升发动机的功率密度,增加推重比,而紧凑型聚变反应堆将使战斗机拥有一颗异常强大的心,让板砖也能上天,且能搭载对电力要求大得多的武器,比如激光武器。
在洛克希德-马丁公司的紧凑型聚变反应堆应用设想中,连F-16级别的战斗机也可装载。
依靠紧凑型聚变反应堆,原来很多没有办法飞起来的载具,现在再也不存在问题。不仅仅原来的航空器可获得更强大的动力,拥有更长的续航时间,而且像地面车辆和战舰这样的装备也可加入“飞行俱乐部”。由于速度增加,大规模地面部队和作战舰艇编队实施机动的时间将被大大压缩。
洛克希德-马丁公司的聚变堆可以装到卡车上,而传统的反应堆则往往需要一大栋建筑来装。
除了上面的这些军事用途,紧凑型聚变反应堆也可广泛地投入到民用领域。比如,搭载它的卡车可以为5万~10万人的小型城市供电,而在此之前进行这样的操作则比较麻烦,例如俄罗斯就必须修建一座座体积庞大的浮动核电站。采用这种装置后,水净化的成本将降低60%左右,太空旅行成为可能,家用汽车再也不会受到油价上升的困扰,雾霾褪去,人们将重见蓝天白云。
以上种种,都是紧凑型聚变反应堆将给我们带来的美好未来愿景。但回到现实中来,要使这种反应堆研制成功,并批量生产投入实际应用,仍然有不小的挑战。首先就是安全问题,存在着辐射泄漏的危险;其次,如何防止超导大磁环遭受中子辐射;再次,反应对内部的温度可能高达好几百万度,如何进行隔热;为了确保超导磁环的特性,需要让其温度保持在绝对零度,也就是零下273.15摄氏度的水平。
尽管前景很美妙,但紧凑型聚变反应堆要解决的实际问题还有很多,除非科技发生大暴走。
除非科技水平出现大暴走,要解决这些问题无疑会面临着巨大的困难和挑战。也就是说,当人类在畅想着紧凑型聚变反应堆带来的种种便利时,梦想着真正的板砖也能飞上天的场景时,有无数难关在前面的道路上等着。要对这样的项目进行投资,风险极大,我们可以进行跟踪,但立足点还是先把核动力航母造出来吧。
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