第16章 山寨也是一門技術活(上)

在漫威世界的諸多先進科技之中,最讓現代中國政府感到垂涎的東西,莫過於鋼鐵俠的方舟反應堆:安全,廉價,體型小巧,卻可以提供堪稱無窮無盡的能源,乃是足以引發下一次工業革命的新型能量源!

其對人類文明進步的巨大歷史性意義,簡直不亞於瓦特發明蒸汽機!

那麼,漫威世界的一臺方舟反應堆,究竟能夠輸出多少能量呢?

先不說那些大型的方舟反應堆,就是在《鋼鐵俠1》的劇情之中,被俘的託尼。史塔克在阿富汗的恐怖組織監牢裡,用各種武器零件拼湊起來的第一款鋼鐵俠戰甲能量核心,那個裝在他胸口用來驅動電磁鐵的,最簡陋版本的微型方舟反應堆,其輸出功率就達到了駭人聽聞的每秒三十億焦耳!

這個數字,約摸相當於三百萬千瓦的發電功率。而在現實世界的中國,所謂的“世紀工程”三峽大壩,其總裝機容量才達到了多少呢?大約是二千二百五十萬千瓦!也就是說,整個三峽工程的總裝機容量,也不過是相當於七個半的最早期版本鋼鐵俠動力源而已!而且,考慮到三峽水庫的水位會有盈枯變化,不可能一直保持滿功率發電的理想狀態,實際的發電量可以驅動三個鋼鐵俠就不錯了。想象一下吧,託尼。史塔克一個人在非法小作坊裡鼓搗兩三天,就能造出一個相當於三分之一座三峽水電站的便攜式能源……

所以,既然有了如此強勁到誇張的能源核心,鋼鐵俠託尼。史塔克想要玩什麼超音速飛行、垂直升降、掌心炮、潛水、激光武器,就統統都只是不值一提的毛毛雨了!別說託尼。史塔克這位鋼鐵俠彪悍得不科學,人家託尼可是在拿足夠驅動一艘航母的能源,來驅動小小的一具鐵人,能不彪悍嗎?鋼鐵俠戰甲的外觀不符合空氣動力學又有什麼關係?沒聽說過只要發動機的功率夠大,那麼就連板磚都能上天嗎?!

——不要說鋼鐵俠的反應堆體積這麼小,功率卻這麼大,肯定不科學。事實上,人類技術的進步程度是呈數量級遞增的。舉例而言,同樣是動力機械,早期的瓦特蒸汽機一般才只有三到五個馬力的功率,體型卻龐大得堪比一座屋子。後來經過改進,即使是功率最大的船用瓦特蒸汽機,也只能達到七十五馬力左右(現代航母上使用的蒸汽輪機,是完全不同的另一種玩意兒)。而現代的小轎車引擎,稍微好一點的都得二百馬力起步……如果你把一臺現代小轎車的引擎,穿越時空搬到瓦特面前,說這麼小一個玩意兒就有二百馬力的功率,那麼這位可憐的瓦特先生估計不是認爲你瘋了,就是要大叫“這不科學”了……

總之,如果能夠掌握鋼鐵俠的方舟反應堆技術,那麼只要製造一個巴掌大小的反應堆,就能滿足一座城市的日常供電需求,而發電費用卻幾乎可以降到零:用戶只需要承擔電網的日常維護費用就夠了!對於需要每年進口鉅額燃油和天然氣的中國人來說,這樣無窮無盡的廉價能源,簡直是無法阻擋的誘惑!

而有了這樣清潔無污染,又能便攜小型化的能源動力,不僅中國製造業可以擺脫能源匱乏的瓶頸,許多現在的科學幻想,比如宇宙旅行、太空城市、軌道電梯、外星殖民地等等,也就有了實現的可能。

那麼,這樣令人歎爲觀止,能夠提供無盡能源,宛如神器的方舟反應堆,其工作原理又是怎麼回事呢?

簡單來說,就是太陽的燃燒方式:核聚變——早在冷戰時代,核聚變就一直被認爲是解決人類能源問題的主要選擇。一公斤核聚變原料產生的電能等同於一萬一千噸煤。跟現有各類核電站的核裂變反應堆相比,核聚變產生的核廢料更少,放射性也會在短期內消失,堪稱是一種絕妙的清潔能源。

核聚變又分冷核聚變和熱核聚變兩種。後者的應用產品就是氫彈,前者卻還一直處於科學幻想裡面,直到方舟反應堆的出現——方舟反應堆的運行原理並不算複雜,只是一種很早就有的冷聚變理論的實際應用成果而已。它和絕大多數正在試驗中的核聚變反應堆,都有着顯著區別,主要體現在反應機制上。

首先,方舟反應堆並非是利用元素週期表裡的輕元素來實現聚變的。目前,全世界絕大多數的聚變試驗,都是使用氫元素和它的兩種同位素“氘”和“氚”,作爲堆芯的點火燃料。在使用這些輕元素作爲燃料時,聚變的點火和控制都比較容易實現。在反應過程中也不會產生有害物質,終端產物是水,屬於一種清潔的聚變方式,所以纔會得到衆多科研機構的青睞。方舟反應堆則反其道而行之,它是一種利用重元素聚變的核反應堆,發明它的霍華德。史塔克是使用金屬鈀作爲聚變核心的燃料。因爲這是已知的最重的幾種元素之一,相較於其他幾種鉑系重元素,金屬鈀又是最容易電離化的,所以是比較理想的堆芯燃料。

但問題在於,相較於輕元素的聚變,類似金屬鈀這樣的重元素,其聚變過程要更加複雜很多。光是反應中涉及的物理和化學性質變化的公式,就可以寫滿一塊黑板。在實際製作和使用的過程中,還必須非常精確地控制反應堆中的每個反應步驟,否則在點燃堆芯後很可能直接爆炸。

當然,如果完美的解決了這些技術問題,那麼方舟反應堆就是一款非常實用和可靠的能量源了。成熟的方舟反應堆在啓動後,只需要極短的時間就能輸出大量的能量,並能維持堆芯的燃燒很長很長時間。

相反,現實世界流行的氫元素反應堆,雖然點火較爲容易,卻難以維持長時間的聚變反應。

不過,即使有着上述優勢,但方舟反應堆也不能說是完美的聚變反應堆了。因爲和依靠氫元素聚變產生能量的傳統核聚變反應堆不一樣,依靠重金屬聚變的方舟反應堆並不是清潔的能量源。因爲鈀具備嚴重的毒性,而治療重金屬中毒本來就是醫學難題,託尼一開始直接把方舟反應堆安裝在他的胸口,想要避開鈀中毒的傷害是不可能的(在阿富汗的爆炸襲擊之中,他的血管裡殘留了許多細小的彈片,必須有一個電磁鐵時刻放在胸前,才能吸住彈片,不讓其進入心臟,導致託尼喪命。而方舟反應堆就是給電磁鐵供電的)。

而且,他還得當鋼鐵俠整天飛來飛去,懲惡揚善,對鈀的消耗自然愈發厲害,而中毒的情況也更嚴重。

所以,在《鋼鐵俠2》的劇情前期,發現自己中毒程度已經很嚴重,估計活不了一年的託尼,一度自暴自棄,極其頹廢,做出了許多荒唐的事情……但是,在王秋他們進入漫威世界之前,託尼就已經成功解決了這個問題——依靠他父親霍華德。史塔克留下的線索,託尼天才地使用粒子加速器,創造出了一種安全無毒的新元素,用於代替會讓他中毒的鈀,從而讓自己成功戰勝了鈀中毒的生命危機。

再接下來,史塔克工業集團公開出售的民用版方舟反應堆,也都是用了這種新元素來代替鈀。

然而,這種新元素的發現和應用,對於鋼鐵俠託尼。史塔克來說當然是一個好消息,但對於想要對這些民用版方舟反應堆進行逆向測繪,從而進行山寨複製的現實世界中國科研人員來說,卻無異於一個噩夢……

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