苏定平走到锻造空间的入口前,那是一扇看起来毫不起眼的合金门,和实验区里其他十几扇门长得一模一样,惟一不同的是它的门框上方安装着三套独立的生物特征识别装置——虹膜扫描、掌静脉识别和步态分析。
三道验证全部通过之后,合金门无声地向侧面滑开,露出一个面积不大的密闭空间。
空间的墙壁和地板都是纯净的白色,没有任何多余的装饰和设备,只有在房间正中央悬浮着一个拳头大小的光球,光球的表面流转着淡淡的蓝色光纹,像一颗被缩小了无数倍的恒星静静地悬浮在半空中。
苏定平走进锻造空间,合金门在他身后无声地合上。他在光球面前站定,闭上眼睛,将意识沉入锻造空间的核心系统中。
系统界面在他的意识中展开,那是一种无法用语言准确描述的体验——你感觉不到屏幕或者投影的存在,但所有的信息都以一种极为清晰的方式直接呈现在你的思维中,就像它们本来就是你记忆中的一部分。
他调出了技术图鉴目录,在数千个条目中找到了“小型化仿星器聚变装置”这一项。图鉴的图标是灰色的,旁边标注了预计解锁时间——在外部世界时间流速下还需要数个月左右。
苏定平皱了皱眉。几个月的时间对于一项从零开始的全新技术研发来说已经短得不可思议了,任何一个懂行的人听到这个数字都会觉得快得离谱。
但他此刻心里想的是邓振华办公室里那张被翻得起毛的清单,是那份清单上背后代表的一个个正在流血牺牲的年轻士兵。
几个月——前线还能等几个月吗?邓振华说一个月不到伤亡就突破了两位数,几个月下来是多少?几十个?几百个?几千个家庭的天塌下来?不能等了。
必须想办法把锻造空间的研发进程再加快一些。
他退出了锻造空间,回到核心实验区,立刻召集了仿星器小型化预研团队的全体成员开了一个简短的碰头会。
会议上苏定平没有讲任何多余的客套话,直接提出了他的判断和决定:“仿星器小型化的研发优先级从今天起提升到最高级别,和海空军正在收尾的电磁弹射及隐身涂层项目并列。
预研团队的原有人手不够,从等离子体物理组、材料工程组和电磁场仿真组各抽调骨干力量补充进来。
所有和仿星器小型化相关的技术储备资料全部开放,不需要走原来的逐级审批流程,我来签总授权。”
研究员们面面相觑。
他们当然知道苏定平为什么这么急——陆军在前线吃紧的消息虽然不会在公开媒体上大肆渲染,但在龙心实验室内部,各军种的战报和需求清单一直是透明共享的。
阿三在高原上搞冷炮,铁猴在丛林里放冷枪,这些事他们都听说过。
但他们同时也非常清楚仿星器小型化的技术难度有多高,那不是把一个大东西等比例缩小的那么简单,磁约束的物理规律在不同的尺度上会有不同的表现,某些在小尺度上不会出现的问题在大装置上被抑制了,缩小之后反而会变得极其棘手。
等离子体的不稳定性就是其中最让人头疼的一个。
等离子体不稳定性是磁约束聚变装置的天敌。
简单来说,聚变反应产生的等离子体是一团温度高达上亿度的带电粒子气体,它被磁场囚禁在真空室中,但这团气体本身有着极其强烈的自我挣脱倾向——它内部会产生各种模式的不稳定性扰动,就像是一头被关在笼子里的猛兽不停地撞击栏杆。
在大型装置中,由于等离子体的体积足够大,这些不稳定性在空间上有更多的衰减余量,相对来说更容易被磁约束系统吸收和抑制。
但一旦把装置缩小到原来的十分之一,等离子体的体积也随之缩小,不稳定性的波长也会相应缩短,某些在大型装置中不构成威胁的高频不稳定性在小型装置中可能会被放大到足以撕裂磁场囚笼的程度。
如果不能解决这个问题,小型化之后的仿星器就可能变成一个不稳定的能量炸弹——不是核爆炸那种意义上的炸弹,而是在运行过程中突然失去约束、等离子体冲击真空室内壁导致装置熔毁的那种炸弹。
在陆地上的核电站里,这种失效可以通过多重防护系统来兜底,损失再大也局限在厂房内部。
但在战场上,一辆坦克里的聚变装置如果因为不稳定性失效而报废,那辆坦克就会瞬间变成一堆不能动的铁棺材,里面的乘员连逃生的机会都没有。
所以苏定平的要求非常明确:“我们先不管工程化的细节,先把物理层面的核心问题解决掉——在十分之一体积的约束条件下,能不能稳定地维持聚变反应?如果能,稳定状态的持续时间能有多长?极限输出功率能到多少?这些数据是后续所有工程设计的基础,没有这些数据,后面的工作根本无从谈起。
所以现在的首要任务就是把分析模型搭建起来,把不同尺度下的等离子体行为规律摸清楚,把可能出现的所有不稳定性模式全部找出来,然后一个一个地解决。”
预研团队的研究员们按照苏定平的部署分散到各自的岗位上,开始分头推进。接下来的几天时间里,核心实验区里弥漫着一种沉默而紧张的忙碌。
计算机集群昼夜不停地运行着等离子体仿真模拟,屏幕上密密麻麻的彩色曲线和三维磁流体力学云图在研究员们的眼镜片上反射出一片流光溢彩。
不同尺度的模拟结果被逐一归类、对比、分析,研究员们发现的问题果然和苏定平预判的一致——在十分之一体积的尺度下,等离子体中出现了三种在大型装置中从未观测到的高频不稳定性模式。
这三种模式分别对应着不同的等离子体密度分布和磁场位形,它们就像是三个难缠的幽灵,在模拟数据中反复出现,每一次出现都会导致虚拟的磁约束边界出现波动,波动幅度一旦超过容错阈值,整个模拟中的等离子体就会迅速失去约束,温度和密度在零点几秒之内暴跌,聚变反应随即中断。
找到问题只是第一步,解决问题才是真正的考验。预研团队的几名核心成员连续熬了几天几夜,提出了七八种不同的磁场位形调整方案,每一种方案都在模拟系统中进行了反复测试。
有的方案能抑制住第一种不稳定性模式,但对第二种和第三种模式完全无效。有的方案能同时抑制第一种和第二种模式,但在抑制第三种模式时反而激发了新的不稳定性。
有的方案在理想条件下表现完美,但一旦加入真实工况中的微小扰动——比如外部磁场的瞬时波动、等离子体密度的微小偏差、线圈系统中不可避免的毫度级形变——就会像多米诺骨牌一样迅速地全部失效。
每当一位研究员带着疲惫而沮丧的表情走进苏定平的办公室汇报进展受阻时,苏定平都会放下手里的工作,认真地听完每一个技术细节,然后给出一个调整方向或者一个新的分析角度。
他的指导没有多余的理论推导,每一个建议都精准地指向问题的关键节点——换一个磁通量分布函数、增加一个高频反馈补偿回路、在约束边界的特定位置引入一个微量的共振扰动来对冲不稳定性波峰。
这些建议听起来轻描淡写,但每一个都像是一把手术刀,精准地切在病灶上。
苏定平之所以能做出这样精准的判断,一方面是因为他在等离子体物理领域的造诣确实是龙夏顶尖中的顶尖,另一方面是因为他每天都会进入锻造空间查看图鉴的解锁进度——图鉴虽然没有完全解锁,但随着研发团队在外部世界中积累的研究数据越来越多,图鉴的解锁进度也在以肉眼可见的速度推进。
图鉴界面上那几页已经解锁了部分的图谱碎片,给苏定平提供了关键方向性的指引——它不会直接告诉你怎么走,但会告诉你哪条路走得通、哪条路是死胡同。
这种程度的指引对于一个顶级科学家来说,已经足够让研发效率产生质的飞跃了。
就这样,预研团队在苏定平的带领下,一个接一个地攻克了三个高频不稳定性模式的抑制问题。
第一个模式被一种新型的螺旋磁扰动反馈系统压制,第二个模式通过调整等离子体密度梯度的分布曲线得到解决,第三个模式则在磁场位形中引入了一个精巧的八字形补偿路径之后终于稳定下来。
当模拟系统上的三条不稳定性曲线同时降到安全阈值以下的时候,整个核心实验区爆发出一阵压抑而激动的欢呼声——声音不大,因为在实验室里工作了太久的研究员们嗓子都是哑的,但那种从胸腔里涌出来的兴奋感,比任何高分贝的呐喊都更加真实。
从预研项目正式启动到核心物理问题全部攻克,用了一个星期的时间。
一个星期——在正常的科研节奏中,这点时间连项目立项的审批流程都走不完,但在锻造空间的加持和苏定平的精准指引下,仿星器小型化的物理可行性已经被彻底验证了。
图鉴在物理验证完成的那一刻完全解锁,锻造空间内部的光球表面绽放出一片密集的蓝色光纹,这些光纹在空间中交织成一个复杂而精美的三维立体图卷,将小型化仿星器从线圈结构到真空室设计、从等离子体启动程序到稳态控制逻辑、从冷却系统到能量转换接口的全部技术细节,事无巨细地呈现在苏定平的意识之中。
苏定平站在锻造空间的光球面前,静静地感受着那些信息如同溪流一般汇入他的思维深处。
图鉴里的技术方案比他自己预想的设计还要精妙——它对磁约束线圈的重新设计几乎可以说是神来之笔。
原本大型仿星器的线圈结构是固定不变的,一组线圈对应一种磁场位形,要调整磁场就必须改变通过线圈的电流参数,而这种改变的范围和精度都受到线圈物理特性的限制。
图鉴提供的方案则将线圈本身变成了可变结构——不是物理上的变形,而是通过在线圈内部集成多层嵌套的辅助绕组,通过主绕组和辅助绕组之间的电流相位差来模拟不同形态的磁场位形,相当于用软件定义的磁场取代了硬件固定的磁场。
这个设计让小型仿星器在等离子体约束的灵活性和稳定性上反而比大型装置更胜一筹,因为软件定义意味着可以实时调整、动态优化、自动补偿扰动,反应速度比硬件层面的调整快了几个数量级。
同时,图鉴中还提供了一种新型的超导材料配方和制备工艺。
这种超导材料的临界温度比目前龙夏仿星器上使用的超导材料显著提升,这意味着小型仿星器的冷却系统可以做得更加轻便紧凑,不再需要庞大笨重的液氦循环设备。
更轻便的冷却系统意味着更小的附属体积和更低的辅助功耗,这两项指标的降低对于装置的总体小型化至关重要——仿星器缩小到十分之一体积,不仅仅是聚变舱本身的缩小,冷却系统、能量转换系统、辐射屏蔽系统、控制系统的体积都必须同步缩小,否则总体积根本降不下来。
新型超导材料的出现,恰好为解决这一系列连锁缩小的问题提供了最关键的支撑。
有了图鉴的完整技术指引,后续的工程化推进就变得顺利多了。
苏定平带领着扩编之后的研发团队,按照图鉴中提供的方案一步一步地推进——材料组按照配方制备新型超导线圈的原型样品,电磁组根据图鉴参数搭建可变磁场的控制系统硬件,结构组重新设计十分之一体积比例下的真空室和内外壳体的布局,能量转换组则负责将聚变反应释放的热能高效转化为电能和机械动力的接口方案。
每一个组都在以极限效率运转,研究员们的休息时间被压缩到了维持基本生理需求的最小限度,咖啡和浓茶在实验室里的消耗量直线飙升,墙角垃圾桶里的速食面包装盒堆成了小山。
到了月末的时候,核心实验区的装配车间里,一台完整的仿星器小型化原型装置第一次完成了总装。
它的外形和大型仿星器迥然不同——大型仿星器的聚变舱是一个粗壮笨重的环形金属巨人,周围缠绕着密密麻麻的线圈阵列,整个装置看起来就像一台被放大了无数倍的精密机械怪兽。
而小型化之后的原型装置则完全不同——聚变舱的体积缩小到了陆地上仿星器的十分之一左右,整体外形不再是粗壮的环形,而是一个紧凑而精致的椭圆球体,原本需要数百吨支撑结构来固定的磁约束线圈现在被集成在一个高强度复合外壳的内部,整台装置的尺寸相当于一辆中型厢式卡车的货厢。
它的重量从大型仿星器的几千吨级别降到了二十吨出头,这个重量虽然对于单兵装备来说依然是天文数字,但对于主战坦克和大型水面舰艇来说已经完全可以承受了。