第102章 射頻

  西北戈壁。旭日基地。八月底。

  射頻天線安裝到真空室內壁——花了五天。

  這不是一個普通的天線。它由十二組高純度銅製天線條帶組成,每條寬約15厘米、長約兩米,彎曲成弧形貼合在真空室內壁上。天線條帶的表面鍍了一層三微米厚的銀——降低射頻損耗。每條天線通過法蘭連接到真空室壁上的饋通孔——這些饋通孔既要傳遞射頻能量,又要維持真空室的密封完整性。

  十二組天線——一百四十四個連接點——每個連接點的密封必須做到10的負9次方帕·升/秒的漏率標準。

  這是一個讓人發瘋的精度要求。

  安裝團隊——十二個人——在真空室內部彎腰工作了五天。空間狹小。溫度因為真空泵的運行而偏高。每個人穿著無塵服——汗水在背上滲出暗色的印記。

  安裝過程中出了兩次意外。

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  第一次——第四組天線的饋通法蘭密封面上發現了一道0.1毫米寬的劃痕。在大氣壓下無所謂——但在極高真空下,這道劃痕就是一條泄漏通道。密封面必須返工——重新機加工、拋光、檢驗。浪費了半天時間。

  第二次——更驚險。第九組天線在吊裝過程中——起重機的繩索突然打滑。三十公斤重的銅製天線條帶從兩米高處墜落——砸在真空室內壁上。

  」咣」的一聲。所有人的心都停了一拍。

  檢查結果——天線條帶的一角彎了五度。真空室內壁上有一個淺淺的凹痕——深度不到0.2毫米。

  天線條帶可以矯正。但內壁的凹痕——

  」影響不大。」顧維鈞蹲在凹痕旁邊看了一分鐘後說。」凹痕不在第一壁的高熱負荷區。但做個記錄。以後運行時注意監測這個位置的溫度。」

  有驚無險。

  但林遠舟在這次事故後下了一個命令——所有吊裝作業必須有雙重安全索。不管多輕的部件。

  」工程事故不挑輕重。」他對安裝團隊說。」0.2毫米的凹痕今天無所謂——但如果下次掉的是一個超導線圈呢?」

  沒有人反駁。

  第五天結束——十二組天線全部安裝到位。所有饋通孔檢漏合格。

  」天線安裝完成。」結構組的報告送到控制室。

  林遠舟看完報告。點了點頭。

  下一步——聯合測試。

  中性束注入 + 射頻加熱。同時運行。

  目標:把等離子體溫度從兩千萬度推到六千五百萬度以上。

  八月二十九日。晚上八點。

  首次聯合加熱測試。

  真空室內充入了微量的氘氣——幾毫克。在超導磁體的約束下,等離子體被初始化——通過歐姆加熱(讓電流直接流過等離子體),溫度從室溫上升到了大約一百萬度。

  一百萬度。

  聽起來很高——但對於聚變來說只是冰水的溫度。

  」中性束注入——啟動。」

  高能中性氘原子束射入真空室。80千電子伏的粒子像一群隱形的子彈,以每秒三千公里的速度撞入等離子體。

  溫度開始攀升。

  五百萬度……八百萬度……一千二百萬度……

  」穩定在一千五百萬度附近。」張海濤報告。」中性束滿功率運行。等離子體參數正常。」

  一千五百萬度——比上次的靶板測試低了五百萬度。因為真正的等離子體比靶板複雜得多——它會輻射能量、會膨脹、會在磁籠中漂移。並非所有注入的能量都能留在等離子體中。

  但一千五百萬度——足夠作為射頻加熱的起點了。

  」射頻系統——啟動。」

  林遠舟親自設計的射頻天線方案——離子迴旋共振加熱。

  原理:用特定頻率的電磁波——與等離子體中氘離子的迴旋頻率共振——直接加速離子。像推鞦韆一樣——每一次推力都恰好在離子運動到最高點的時候施加。頻率對了,能量就會高效地轉移到離子上。

  射頻發生器通電。功率從零開始爬升。

  電磁波通過天線輻射到等離子體中——頻率42兆赫茲,這是在16.1特斯拉磁場下氘離子的迴旋頻率。

  溫度繼續攀升。

  兩千萬度……三千萬度……四千萬度……

  控制室里沒有人說話。所有人都盯著大屏幕上的溫度曲線——一條緩慢但穩定上升的紅線。

  五千萬度。

  」突破五千萬。」張海濤的聲音有些沙啞——他已經連續工作了十六個小時。

  五千五百萬度……六千萬度……

  溫度曲線開始出現波動。不是平穩的上升——而是像心電圖一樣跳動。

  六千二百萬度——然後突然跌到五千八百萬。然後又躥到六千四百萬。然後再跌到五千五百萬。

  」等離子體不穩定。」診斷系統發出警告。」檢測到m=2模式的撕裂模不穩定性。等離子體邊緣出現ELM——邊緣局域模爆發。」

  等離子體——那團被磁場囚禁的超高溫氣體——開始叛亂了。

  它不想待在磁籠里。它想膨脹。想逃逸。每一次ELM爆發——都有一部分高溫等離子體從邊緣逃出來,撞上真空室內壁。

  內壁溫度——局部飆升了三百度。

  如果持續下去——內壁會被燒蝕。

  」降功率!」顧維鈞下令。

  他的聲音沒有一絲猶豫。三十年聚變工程的經驗告訴他——等離子體不穩定性不是可以硬扛的東西。它是一匹野馬——你可以試著騎上去,但如果你的韁繩不夠快——它會把你摔下來。

  射頻功率降低了百分之三十。溫度回落到四千五百萬度。等離子體暫時穩定了——溫度曲線從劇烈的鋸齒形回到了平緩的波動。

  但——四千五百萬度。距離一億度的目標還差一半以上。

  控制室里的氣氛——從剛才的興奮變成了沉重。

  六千五百萬度的峰值——在那一瞬間,他們幾乎看到了一億度的可能。但等離子體不穩定性像一堵牆一樣擋在前面——而且這堵牆會隨著溫度的升高變得越來越厚。

  」問題不在加熱功率。」一個聲音說。是林遠舟。他一直站在後排沒有開口——直到現在。

  」功率足夠了。中性束加射頻——總輸入功率已經超過了設計需求。問題在於——我們無法讓等離子體穩定地接受這些能量。」

  他走到大屏幕前。指著等離子體不穩定性的頻譜圖。

  」看這裡——m=2撕裂模的頻率在800赫茲左右。這意味著等離子體每1.25毫秒就會發生一次擾動。而我們的反饋控制系統的響應時間——是5毫秒。」

  他轉身面對眾人。

  」擾動比控制快四倍。相當於你在騎一匹每秒鐘變方向四次的馬——而你的手只能每秒鐘拉一次韁繩。結果就是——你永遠追不上它。」

  這個比喻——控制室里每個人都聽懂了。

  」再加功率?」張海濤問。

  」不行。」顧維鈞搖頭。」再加功率——擾動的振幅會更大。不穩定性的增長率和功率密度成正比。在目前的控制能力下——四千五百萬度就是天花板。」

  他停了一下。

  」除非——我們把控制速度提高一千倍。」

  一千倍。

  從毫秒級——到微秒級。

  人類做不到。

  傳統的PID控制器做不到。

  誰能做到?

  他說的是事實。

  傳統的聚變等離子體控制——依賴人類操作員和簡單的PID反饋迴路。這種方式在低溫等離子體下勉強夠用——但一旦溫度超過五千萬度,等離子體的行為進入了強非線性區間。混沌動力學開始主導。每一次微小的擾動都可能在微秒內放大成劇烈的不穩定性。

  人類的手——跟不上。

  PID控制器的腦——跟不上。

  唯一能跟上的——

  控制室里所有人的目光——不約而同地轉向了一個方向。

  蘇晚。

  她站在控制室的角落裡。從測試開始到現在——一直在安靜地看著。手裡拿著一個平板電腦——上面記錄著等離子體的實時數據。

  她的表情很平靜。但林遠舟注意到——她的眼睛在數據上移動的速度越來越快。

  她在分析。在思考。在把她看到的每一個數據點存入大腦中。

  」蘇晚。」顧維鈞轉向她。聲音里沒有客氣——直接切入正題。」你的AI控制系統——能解決這個問題嗎?」

  蘇晚推了推她的細框眼鏡。

  她沒有立刻回答。

  而是在平板上滑動了幾下——調出了過去十五分鐘內等離子體不穩定性的時間序列數據。

  m=2撕裂模——頻率約800赫茲。ELM爆發——周期約12毫秒。磁島寬度——約3厘米。

  她在腦子裡做了一個快速的計算——如果用碳基晶片的推理速度,一個專門訓練的神經網絡可以在多短的時間內識別不穩定性的前兆信號?

  答案——0.3微秒。

  0.3微秒——比不穩定性的發展時間快了將近一千倍。

  足夠了。

  不只是足夠——而是碾壓。

  」能。」她說。一個字。

  然後她補了一句——

  」給我兩周時間。」

  顧維鈞看了她三秒鐘。

  然後點了點頭。

  」兩周。」

  聯合測試在四千五百萬度的安全功率下又運行了十分鐘。然後有序關閉。

  設備冷卻。數據保存。操作員們開始寫日報。

  控制室的人漸漸散了。

  林遠舟走到蘇晚身邊。

  她還在看平板上的數據——眉頭微微皺著。

  」需要什麼支持?」他問。

  蘇晚沒有抬頭。

  」算力。」她說,」碳基晶片集群——我需要至少一百二十八顆碳基晶片組成的推理陣列。基地現有的算力不夠。」

  」我讓趙愷從鵬城調。」

  」還有數據。」蘇晚說,」今天的測試數據不夠——只有十五分鐘的不穩定性數據。我需要更多。不同功率、不同密度、不同位型下的等離子體行為數據。」

  」顧總可以安排更多次低功率測試。專門為你的AI收集訓練數據。」

  蘇晚終於抬起頭。看著他。

  」遠舟。」

  」嗯。」

  」這個系統——如果做成了——不只是給旭日工程用的。它可以用在任何托卡馬克上。任何聚變裝置上。全世界的聚變研究都被等離子體不穩定性困擾了七十年——如果'星眸'能解決這個問題——」

  她沒有說完。

  但林遠舟聽懂了。

  星眸——不只是一個控制系統。它是聚變領域的鑰匙。

  七十年來——聚變的核心難題不是磁場不夠強,不是溫度不夠高。而是——等離子體太難控制了。它是一團混沌的火焰。人類的反應速度跟不上它的變化。

  如果有一個AI——能在0.3微秒內預測它的行為——

  那就不是」人」在控制火焰了。

  而是」智能」在控制火焰。

  人的手太慢。

  但AI的手——可以和火焰一樣快。

  」做。」林遠舟說。簡單的一個字。但包含了他對她的全部信任。

  蘇晚點了點頭。

  顧維鈞看著她。這個六十歲的老工程師——在聚變領域泡了三十年——見過無數人說」我能行」然後失敗。

  但蘇晚說」能」的時候——她的眼神讓他想起了年輕時候的自己。

  那種眼神——不是自大。是確定。是一個已經在腦子裡算出了答案的人的確定。

  」等離子體是混沌系統。」顧維鈞說,不是質疑,而是補充。」你的AI——需要預測的不是確定性的物理過程。而是混沌邊緣的概率分布。」

  」我知道。」蘇晚說,」所以我不會讓AI預測等離子體'會做什麼'——我會讓它預測等離子體'不會做什麼'。排除法。把所有穩定的狀態空間找出來——然後讓等離子體始終留在那些狀態里。」

  顧維鈞的眉毛挑了一下。

  排除法。

  這是一個他沒想到的角度。傳統的等離子體控制是正向預測——預測等離子體的下一步行為,然後做出相應的控制動作。但正向預測在混沌系統中幾乎不可能。

  反向思維——不預測它會做什麼,而是圈定它能做什麼——這大大降低了問題的複雜度。

  」有意思。」顧維鈞說。只有兩個字。但從一個三十年聚變老兵嘴裡說出」有意思」——已經是極高的評價。

  蘇晚收起平板。走出控制室。

  夜風從門口灌進來——帶著戈壁特有的乾燥和寒意。

  她裹緊了外套。快步走向她的實驗室。

  兩周。

  十四天。三百三十六個小時。

  她需要在這些小時裡——做出一個能控制太陽的大腦。

  沒有先例。沒有參考。沒有退路。

  只有她、一百二十八顆碳基晶片和一個瘋狂的想法。

  夠了。

  蘇晚推開實驗室的門。燈亮了。四塊屏幕同時亮起。

  她坐下來。

  開始工作。

  同一時刻。林遠舟的板房。

  他沒有回去睡覺。

  他坐在書桌前。面前是一杯已經涼透的茶。

  今天的測試數據在他腦子裡反覆翻轉——六千五百萬度的峰值。四千五百萬度的安全上限。中間那一千五百萬度的差距——是等離子體不穩定性造成的。

  如果蘇晚的星眸能解決不穩定性——

  射頻功率可以繼續提升。溫度可以繼續攀升。

  六千五百萬……八千萬……一億。

  一億度——氘氚聚變的點火溫度。到了那個溫度——原子核的碰撞速度足以克服庫侖勢壘。氘核和氚核會融合成氦核——釋放出一個高能中子——中子帶走了80%的聚變能量。

  Q=1——能量輸入等於能量輸出。收支平衡。證明聚變在物理上可行。

  Q>1——能量輸出超過輸入。淨能量產出。人造太陽開始發光。

  Q>10——商業化的門檻。聚變堆的能量輸出足以覆蓋所有運行成本。

  他不知道星辰一號最終能做到多少Q值。但第一步——先到Q=1。

  在此之前——還有三個子系統沒有完成。

  射頻加熱——今天驗證了可行性,但受限於等離子體不穩定性。等蘇晚的星眸出來。

  第一壁材料——目前使用的是臨時性的石墨襯板。正式的第一壁材料還在研發中。

  真空室——正在製造。焊縫總長度超過15公里。

  三個子系統。三條並行的線。

  林遠舟需要同時管理它們。

  他打開筆記本電腦。開始更新項目進度表。

  在進度表的最上方——有一行紅色的字——

  」目標:年底前首次等離子體放電。」

  年底——還有四個月。

  四個月——完成星眸系統、第一壁材料、真空室製造,然後把所有子系統組裝到一起,進行系統聯調和首次放電。

  時間——太緊了。

  但他沒有別的選擇。

  外面的世界——在追他。

  衛星在拍。情報在傳。沙漠諸國在施壓。暗星在行動。

  每多一天——風險就大一分。

  他必須在暴風雨到來之前——把太陽點燃。

  林遠舟合上筆記本。

  凌晨一點。

  他躺到行軍床上。沒有脫衣服。

  五秒鐘後——睡著了。

  鬧鐘設在早上六點。

  五個小時。

  夠了。