第548章 必須做
「那如果重新做線圈分布的全局優化呢？」徐蒙問。
「不需要重做。」
肖宿抬起頭，「在現有機型上改幾組線圈的極向分布，讓邊界磁剪切重新拉起來。不用動裝置本體，只需要調整兩組極向場線圈的電流配比，再補一組小型中性束注入單元來修正中心區電流剖面就行了。」
徐蒙眼睛亮了一下，按肖宿這麼做確實簡單許多了。
「電流配比可以調，但是中性束注入單元還需要新增設備，這個我們之前提過方案，因為經費和工期一直沒上。」
肖宿頭都沒抬，直接道：「中性束注入我來解決，直接上，你們當年提的方案功率密度太保守了。」
他抽出一份加熱系統的報告翻了一遍。
「你們準備用多少功率的中性束？」
「八十兆瓦。」
「不夠，要一百五十兆瓦。束能量也要提到一百五十千電子伏特以上，否則中心區電流剖面拉不動，高磁剪切的邊界位形穩不住。」
徐蒙倒吸一口涼氣。
一百五十兆瓦的中性束注入系統，這個功率等級全世界都沒有，目前國際上最大的同類裝置也只有一百兆瓦左右。
「肖教授，這個功率等級，離子源和加速器的技術難度太大了。」徐蒙說。
「我知道。」肖宿說，「這個我來做。」
徐蒙安靜了下來，心臟在胸腔里咚咚地跳著，一種巨大的踏實感從心底升起來。
這話從來只有他對別人說的，這還是第一次有人這麼跟他說，不得不說，這感覺，還真不賴。
他就這麼笑著看肖宿又打開了偏濾器材料的熱負荷計算書看了起來。
會議室里很靜，只有紙張翻動的聲音和窗外遠處傳來的低沉嗡鳴。
仔細看過夸父的資料之後，肖宿覺得大部分問題都是很好解決的，真正讓他覺得麻煩的還是材料問題，很多核聚變需要的材料國內現在竟然都做不了。
比如中性束注入系統里的大功率射頻離子源，核心部件目前還得從歐洲進口。
又比如超導磁體需要用到的某些特殊低溫合金線材，全球只有兩家供應商能提供，都不在華國。
這些東西的供貨周期長，價格高，而且隨時可能因為國際局勢生變。
肖宿討厭這種受制於人的感覺，或許，可以全部換成自己的……
時間過得很快，等肖宿把第一批核心資料看完，已經是下午五點多了。
「那就先這樣。」他把最後一份文件放回盒子裡，看向徐蒙，「我剛才說的問題，你安排人把具體參數整理出來。下一步先改磁體線圈配比，然後同步做中性束注入系統的需求分解。
我明天回京城，離子源和加速器部分我直接設計，常規部分你們按分解結果同步跟進。」
「好！我今晚就開會落實。」
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……
肖宿回京城之後，沒有直接去等離子體所繼續看裝置，也沒有先回崑崙實驗中心，而是先讓高長安聯繫了城北一家不起眼的材料研究所。
這家研究所隸屬於華國科學院金屬研究所，是國內少數幾個能把特種低溫合金線材做到接近國際水平的地方。他們的超導線材被用在華國幾乎每一台大型超導磁體裝置上，從高能物理的對撞機到核磁共振成像儀，都有他們的影子。夸父裝置上那套超導磁體用的線材，有一部分就是他們提供的。
但也只是一部分，真正用在最苛刻位置上的那幾根線材，還是從歐洲進口的。
車子在研究所門口停下的時候，所長祝英平已經在門口等著了。這人五十來歲，頭髮剃得很短，穿一件洗得發白的藍色工裝，袖子挽到小臂，看上去更像是剛從車間裡鑽出來的老師傅，一點都不像管理著上千人研究所的一把手。
「肖教授，歡迎歡迎。接到通知說您要來，我這一晚上都激動得沒睡著啊。」祝英平迎上來，握著肖宿的手搖了兩下，笑得兩排大白牙都露出來了。
肖宿點了點頭，直接忽略了他客氣的寒暄，一點不見外的說道：「去看看你們的超導線材生產線。」
「好嘞，這邊走。」
祝英平在前面帶路，一邊走一邊介紹。
這家所里最核心的設備是一套從德國進口的連續鑄造生產線，專門用來生產鈮鈦合金和鈮三錫超導線材的。
這兩種材料都是目前實用化超導磁體最主流的低溫超導材料，鈮鈦合金臨界轉變溫度在十開爾文左右，而鈮三錫則可以達到十八開爾文。
「鈮三錫線材的生產難度比鈮鈦高很多，這玩意兒脆性大，不能像鈮鈦合金那樣直接拉絲。
我們的工藝是先把鈮和錫按特定比例做成複合坯，包上銅殼，然後反覆擠壓、拉拔，最後在五百到七百攝氏度的溫度下做固態擴散反應，在線材內部生成鈮三錫超導相。
整個過程對溫度曲線和變形量的控制要求非常高，稍微偏一點，線材的臨界電流密度就會掉下來。」
祝英平把一行人領進生產車間，指著那台正在運轉的連續擠壓機說道：
「現在我們能做的最細線徑是五十微米，臨界電流密度在十二特磁感應強度下可以達到兩千安每平方毫米以上，這個水平放在國際上，也能排到前面了。」
肖宿走到設備旁邊，低頭看了看從擠壓機里慢慢吐出來的細絲。那些線材細得幾乎看不見，在燈光下泛著暗沉的金屬色，像一根根被拉長了的蛛絲。
「做不出更細的？」肖宿問。
「更細的，也能做，不過均勻性會掉。」祝英平說得很實在，「線徑再往下走，銅殼和超導芯之間的界面就不齊整了，跑大電流的時候會局部失超。我們之前試過降到三十微米，成品率不到四成，廢品率太高了，不划算。」
肖宿點了點頭，沒再繼續問線材。
他真正關心的問題比線材更大。
祝英平的表情變了變，猶豫了一會兒才皺著眉說道。
「肖教授，說實話，高場磁體加強材料，我們現在還差點意思。
那玩意兒要求在極低溫下還能保持高強度和良好的抗疲勞性能，我們試了好幾輪，做出來的樣品在常溫下參數還行，一到液氦溫度，韌脆轉變就控制不住。
目前國內還沒有能穩定批量供貨的，關鍵位置的加強材料還是得靠進口。」
「哪個國家的？」肖宿問。
「主要是東瀛和德國的。」祝英平說，「東瀛那邊有家企業專門做低溫結構材料，全球高端市場他們占了六成。
德國那家做的是另一種技術路線的，他們是用粉末冶金工藝做高熵合金，性能更好，但是價格也更高，而且對我們的限制很嚴。」
肖宿沒說話，上下打量著眼前的機器，不知道在想什麼。
祝英平觀察著他的臉色，試探著問：「肖教授，您這次來，是不是想把這個材料也做出來？」
「不是想做，是必須做。」肖宿說。
「不需要重做。」
肖宿抬起頭，「在現有機型上改幾組線圈的極向分布，讓邊界磁剪切重新拉起來。不用動裝置本體，只需要調整兩組極向場線圈的電流配比，再補一組小型中性束注入單元來修正中心區電流剖面就行了。」
徐蒙眼睛亮了一下，按肖宿這麼做確實簡單許多了。
「電流配比可以調，但是中性束注入單元還需要新增設備，這個我們之前提過方案，因為經費和工期一直沒上。」
肖宿頭都沒抬，直接道：「中性束注入我來解決，直接上，你們當年提的方案功率密度太保守了。」
他抽出一份加熱系統的報告翻了一遍。
「你們準備用多少功率的中性束？」
「八十兆瓦。」
「不夠，要一百五十兆瓦。束能量也要提到一百五十千電子伏特以上，否則中心區電流剖面拉不動，高磁剪切的邊界位形穩不住。」
徐蒙倒吸一口涼氣。
一百五十兆瓦的中性束注入系統，這個功率等級全世界都沒有，目前國際上最大的同類裝置也只有一百兆瓦左右。
「肖教授，這個功率等級，離子源和加速器的技術難度太大了。」徐蒙說。
「我知道。」肖宿說，「這個我來做。」
徐蒙安靜了下來，心臟在胸腔里咚咚地跳著，一種巨大的踏實感從心底升起來。
這話從來只有他對別人說的，這還是第一次有人這麼跟他說，不得不說，這感覺，還真不賴。
他就這麼笑著看肖宿又打開了偏濾器材料的熱負荷計算書看了起來。
會議室里很靜，只有紙張翻動的聲音和窗外遠處傳來的低沉嗡鳴。
仔細看過夸父的資料之後，肖宿覺得大部分問題都是很好解決的，真正讓他覺得麻煩的還是材料問題，很多核聚變需要的材料國內現在竟然都做不了。
比如中性束注入系統里的大功率射頻離子源，核心部件目前還得從歐洲進口。
又比如超導磁體需要用到的某些特殊低溫合金線材，全球只有兩家供應商能提供，都不在華國。
這些東西的供貨周期長，價格高，而且隨時可能因為國際局勢生變。
肖宿討厭這種受制於人的感覺，或許，可以全部換成自己的……
時間過得很快，等肖宿把第一批核心資料看完，已經是下午五點多了。
「那就先這樣。」他把最後一份文件放回盒子裡，看向徐蒙，「我剛才說的問題，你安排人把具體參數整理出來。下一步先改磁體線圈配比，然後同步做中性束注入系統的需求分解。
我明天回京城，離子源和加速器部分我直接設計，常規部分你們按分解結果同步跟進。」
「好！我今晚就開會落實。」
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……
肖宿回京城之後，沒有直接去等離子體所繼續看裝置，也沒有先回崑崙實驗中心，而是先讓高長安聯繫了城北一家不起眼的材料研究所。
這家研究所隸屬於華國科學院金屬研究所，是國內少數幾個能把特種低溫合金線材做到接近國際水平的地方。他們的超導線材被用在華國幾乎每一台大型超導磁體裝置上，從高能物理的對撞機到核磁共振成像儀，都有他們的影子。夸父裝置上那套超導磁體用的線材，有一部分就是他們提供的。
但也只是一部分，真正用在最苛刻位置上的那幾根線材，還是從歐洲進口的。
車子在研究所門口停下的時候，所長祝英平已經在門口等著了。這人五十來歲，頭髮剃得很短，穿一件洗得發白的藍色工裝，袖子挽到小臂，看上去更像是剛從車間裡鑽出來的老師傅，一點都不像管理著上千人研究所的一把手。
「肖教授，歡迎歡迎。接到通知說您要來，我這一晚上都激動得沒睡著啊。」祝英平迎上來，握著肖宿的手搖了兩下，笑得兩排大白牙都露出來了。
肖宿點了點頭，直接忽略了他客氣的寒暄，一點不見外的說道：「去看看你們的超導線材生產線。」
「好嘞，這邊走。」
祝英平在前面帶路，一邊走一邊介紹。
這家所里最核心的設備是一套從德國進口的連續鑄造生產線，專門用來生產鈮鈦合金和鈮三錫超導線材的。
這兩種材料都是目前實用化超導磁體最主流的低溫超導材料，鈮鈦合金臨界轉變溫度在十開爾文左右，而鈮三錫則可以達到十八開爾文。
「鈮三錫線材的生產難度比鈮鈦高很多，這玩意兒脆性大，不能像鈮鈦合金那樣直接拉絲。
我們的工藝是先把鈮和錫按特定比例做成複合坯，包上銅殼，然後反覆擠壓、拉拔，最後在五百到七百攝氏度的溫度下做固態擴散反應，在線材內部生成鈮三錫超導相。
整個過程對溫度曲線和變形量的控制要求非常高，稍微偏一點，線材的臨界電流密度就會掉下來。」
祝英平把一行人領進生產車間，指著那台正在運轉的連續擠壓機說道：
「現在我們能做的最細線徑是五十微米，臨界電流密度在十二特磁感應強度下可以達到兩千安每平方毫米以上，這個水平放在國際上，也能排到前面了。」
肖宿走到設備旁邊，低頭看了看從擠壓機里慢慢吐出來的細絲。那些線材細得幾乎看不見，在燈光下泛著暗沉的金屬色，像一根根被拉長了的蛛絲。
「做不出更細的？」肖宿問。
「更細的，也能做，不過均勻性會掉。」祝英平說得很實在，「線徑再往下走，銅殼和超導芯之間的界面就不齊整了，跑大電流的時候會局部失超。我們之前試過降到三十微米，成品率不到四成，廢品率太高了，不划算。」
肖宿點了點頭，沒再繼續問線材。
他真正關心的問題比線材更大。
祝英平的表情變了變，猶豫了一會兒才皺著眉說道。
「肖教授，說實話，高場磁體加強材料，我們現在還差點意思。
那玩意兒要求在極低溫下還能保持高強度和良好的抗疲勞性能，我們試了好幾輪，做出來的樣品在常溫下參數還行，一到液氦溫度，韌脆轉變就控制不住。
目前國內還沒有能穩定批量供貨的，關鍵位置的加強材料還是得靠進口。」
「哪個國家的？」肖宿問。
「主要是東瀛和德國的。」祝英平說，「東瀛那邊有家企業專門做低溫結構材料，全球高端市場他們占了六成。
德國那家做的是另一種技術路線的，他們是用粉末冶金工藝做高熵合金，性能更好，但是價格也更高，而且對我們的限制很嚴。」
肖宿沒說話，上下打量著眼前的機器，不知道在想什麼。
祝英平觀察著他的臉色，試探著問：「肖教授，您這次來，是不是想把這個材料也做出來？」
「不是想做，是必須做。」肖宿說。