三月底,玉渊潭的樱花还没到盛放期,从北五环外那片新崛起的科技园区里弥散出来,顺着三月的风,悄无声息地渗透进城市的每一个角落。
中关村已经不再是计算技术的中心。
当“光脑”成为家用电器,“天河之光”超算中心成为国家科研的公共基础设施,真正的尖端创新正在向更北、更隐秘的地方迁移。
昌平,未来科技城。
这片三年前还只是规划图纸上概念的局域,如今已是一片低密度、高绿化的建筑群。没有高楼大厦,只有一栋栋外形简洁、线条流畅的银灰色建筑,掩映在精心设计的园林景观中。从空中俯瞰,它们排列成某种复杂的拓扑图案,仿佛巨型集成电路板上的组件。
三号园区,聚变研究中心。
总控制室占地五百平方米,墙壁是整面的曲面显示屏,此刻正流淌着海量的实时数据。三十多位研究人员坐在半环形的工作台前,所有人都穿着统一的白大褂,神情专注,但眼神深处都压抑着某种难以言喻的激动。
控制室中央的全息投影区,悬浮着一个直径三米的精准模型——那是“羲和-1”实验堆的三维结构。
它不是传统的托卡马克设备。
没有那个标志性的环形真空室和复杂的磁线圈数组。取而代之的,是一个由十二个六边形模块组成的球形结构,每个模块表面覆盖着密集的光学窗口,内部是高度复杂的反射镜数组和激光发生系统。
“惯性约束,但走了完全不同的技术路径。”
项目总师,五十八岁的工程院院士吴启明,正向前来视察的科技部领导讲解。他的声音平稳,但语速比平时快了几分。
“国际上的主流惯性约束方案,是美国国家点火设备(nif)那样的激光间接驱动,或者日本的快点火方案。但我们这个——”他指向全息模型,“是基于三年前突破的‘飞秒阿秒激光集群聚焦’技术,配合新型重氢-氦-3靶丸设计。”
全息图象放大,显示出一个只有芝麻大小、却结构极其精密的球形靶丸。
“靶丸外壳是厚度仅50纳米的富勒烯衍生物薄膜,内层是氘氚燃料,内核是氦-3。当十二束经过特殊调制的飞秒激光,从不同方向同时击中靶丸时,会在皮秒量级内完成压缩、加热、点火全过程。关键是——”
吴院士调出一组复杂的波形图,“我们开发了一套基于光学量子计算的实时反馈控制系统。每一束激光的相位、强度、脉冲型状,都可以在飞秒尺度上动态调整,以补偿靶丸制备中不可避免的微小不均匀性,实现近乎完美的球形内爆。”
“能量增益?”科技部领导问出了最关键的问题。。”
控制室里响起压抑的抽气声。尽管这里的每个人都参与了项目,但听到这个数字被正式报出时,仍然感到一阵眩晕。
q值大于1,意味着输出能量大于输入能量,实现净能量增益。。而“羲和-1”。
“多长时间了?”领导的声音也有些变化。
“连续运行七十二小时,期间进行了十七次‘点火-维持-熄火-再点火’循环,系统稳定性100,没有出现任何不可控的等离子体不稳定性或第一壁损伤。”吴院士调出实时监测数据,“目前设备运行功率为350兆瓦热功率,净电输出约为120兆瓦,足以供应一个二十万人口的小型城市。”
“第一壁材料问题怎么解决的?”
“我们自己研发的‘龙鳞-3’复合材料。”材料组的负责人接过话头,“基于纳米碳管增强的钨-铼合金,表面还有一层自修复的液态锂涂层。它不仅能承受上亿度等离子体的直接辐射和粒子轰击,还能有效捕获聚变产生的中子,并将其能量转化为热能。更重要的是——”
他调出材料结构的微观仿真,“这种材料在中子辐照下的肿胀率比国际最好水平低两个数量级,预计使用寿命可达十年以上,完全满足商业堆的要求。”
科技部领导沉默了将近一分钟。他走到巨大的落地窗前,看着窗外园区里那些安静的建筑。远处的天空下,北京城正在午后的阳光中伸展。
“什么时候可以开始示范堆建设?”他终于问。
“设计工作已经完成。”吴院士调出一份厚厚的电子文档,“示范堆,设计电功率1000兆瓦,采用模块化设计,十二个聚变单元并联。如果一切顺利,今年年底可以动工,2008年前建成投运。届时,它将成为全球第一个实现商业化发电的聚变反应堆。”
“成本呢?”
“示范堆的建造成本,大约是同等规模裂变堆的三倍。但燃料成本近乎为零——海水中的氘取之不尽,月球和未来小行星开发可以提供氦-3。更重要的是,一旦规模化、标准化,第二代、第三代的建造成本会迅速下降。我们预测,到2010年,聚变电力的成本将与现在的煤电相当,2020年将低于所有现有能源。”
科技部领导转过身,目光扫过控制室里的每一个人。这些平均年龄不到四十岁的研究人员,大多数他都不认识,但他能看到他们眼中那种燃烧的光芒——那不仅仅是科学家的探索热情,更是一种知道自己在创造历史的使命感。
“保密工作怎么样?”他压低声音。
“绝对隔离。”安全负责人回答,“整个未来科技城是物理隔离区,所有研究人员签署了最高级别的保密协议。对外,这里是‘国家新能源材料重点实验室’,进行的是‘新型光伏材料和储能技术’研究。所有聚变相关的数据,走独立的光量子加密内网,与外界完全隔绝。”
“国际上的动向呢?”
“美国、欧盟、日本都还在托卡马克路在线挣扎。iter项目进度一拖再拖,最新的预算报告显示,至少还要十五年才能达到能量盈亏平衡。他们完全不知道我们已经跳过了那个阶段。”吴院士顿了顿,“但最近半年,美国能源部明显增加了对激光惯性约束的投入。”
“让他们猜去吧。”科技部领导淡淡地说,“我们的时间不多了。2005年……那个东西就要来了。在那之前,我们需要尽可能多的筹码。”
他没有明说“那个东西”是什么,但在场的高层都明白——智子。三体文明即将送来的全视角监控器。
“聚变技术,是我们能在智子眼皮底下继续发展的少数几个领域之一。”领导继续说,“基础物理被锁死,但工程应用、能源技术、材料科学……这些领域,智子监控,但我们依然可以进步。聚变能源一旦普及,我们将彻底摆脱对化石燃料的依赖,获得几乎无限的能源。这是未来四百年抗衡三体文明的基础。”
“还有一个问题。”吴院士说,“氦-3。地球上的储量太少了,要大规模应用,必须去月球开采。”
“月球开发计划已经激活。”领导点头,“‘嫦娥工程’比公开报道的进度快得多。明年,我们就会发射第一个月球采样返回探测器。后年,第一个无人月球基地模块将着陆月面。2020年前,我们要在月球上创建可容纳百人的常驻基地,并开始规模化开采氦-3。”
全息投影切换,显示出中国未来三十年的太空开发路线图:月球基地、火星探测、小行星采矿、轨道太阳能电站、太空制造工厂……一张宏伟的蓝图。
“这些都需要能源——大量、稳定、廉价的能源。聚变技术,就是打开太空时代大门的钥匙。”领导的声音铿锵有力,“你们的工作,不仅仅是在解决地球的能源问题,更是在为人类文明的未来铺路。”
控制室里安静下来,只有设备运转的轻微嗡鸣声。
“继续测试。”领导最后说,“我要一份详细的报告,包括所有技术参数、风险评估、产业化路线图。下个月,中央专项会议要讨论。”
他离开后,控制室里的气氛稍微松弛了一些,但很快就重新被专注的工作状态取代。
吴院士看着屏幕上那些复杂的公式和仿真结果,想起了二十年前,他还在读博士时,导师对他说过的话:“物理学家的使命,就是揭开宇宙的奥秘。即使宇宙本身对我们充满敌意。”
如今,宇宙的敌意即将具象化。