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八零书屋 >> 黑科技,从虚拟游戏开始 >> 第四十三章 聚变反应实验(上)

第四十三章 聚变反应实验(上) 2/2

聚变实验,观察室内,十几位专家领导聚集,等着聚变点火实验。

“沈教授,这次能成?”覃林宏看着沈仕友教授,好奇地问。

沈仕友不知道从哪弄来一批性能不错的材料,替换了聚变反应炉最关键的内壁层,很大一次手笔,当即吸引了诸多被邀请过来看实验的领导们。

“这是材料的性能数据,相信这次一定能有收获。”沈仕友教授微微一笑,将几份材料参数文件分发给他们。

“抗高能中子辐照能力有这么高?138dpa?真的假的!”

“这结构性这么特殊?钨基三元晶体,这是什么材料?还有这种结构?”

“嗯?这材料能承受5000度峰值,真的假的?”

……

众领导看着手中的材料,纷纷惊叫出了声。

核技术的成败取决于材料在反应堆中强辐射场下的变化,这句话是针对裂变堆的,但对聚变堆而言,核材料面临的问题反而更加严峻。

在商业化的托卡马可聚变堆中,第一内壁材料也就是直接面向等离子体的那层材料,需要满足以下多种严苛的要求。

第一,低氚滞留:最容易控制的聚变反应为氘氚反应,但是,氚的半衰期短,聚变堆中的氚都需要循环利用,第一壁直接和等离子体直接接触,算是氚滞留大户,需严格把控,否则氚越用越少,直接会导致等离子体熄灭停堆。

第二:抗中子辐照能力:每个氘氚聚变都会产生一个14MeV能量的中子,这些高能中子能轻易击碎第一壁材料中的金属键,产生大量缺陷,引起辐照肿胀、脆化、蠕变,……,等等问题,使得第一壁的材料逐渐丧失性能,从导致整个聚变装置损坏。

第三:抗等离子体辐照:第一壁需要承受高通量的氘/氚/氦等离子体冲击,这些等离子体轰入材料内部后会在表面聚集,引起表面起泡、脱落,一方面破坏材料的表面完整性,另一方面脱落下来的碎片进入等离子体也会造成等离子体破灭,……。

第四:具备低活化性:当聚变反应发生时,许多元素都会发生核反应,嬗变成其他核素,有些核素是不稳定的,会进一步衰变持续放出辐射。作第一壁的材料需要是低活化材料,也就是嬗变后依然稳定不衰变的元素。

第五,耐高温和耐热冲击,当聚变反应堆工作时,聚变反应堆第一壁的工作的温度需要维持在1000℃以上,等离子体破灭的一瞬间能达到2000~3000℃,第一壁的任务是把热能导出去,熔点高但导热性不行的陶瓷材料基本上也被毙掉了,金属钨的熔点为3400℃。但钨还存在塑性较差的缺点,在离子体破灭的热冲击下,热应力往往会使得材料表面开裂。

想要完美进行核聚变反应,第一壁的材料需要完全这五种条件,然而,这五种条件满足一个就已经十分困难了,同时满足这五种条件的材料几乎不存在的。

然而,今天沈教授提供的这份材料性能数据,几乎完美解决了这五个问题。

“这是星宇材料提供的材料数据,具体能不能成功,还是得经过聚变实验的检验。”沈仕友教授笑着回答,隔着玻璃屏幕,他看着实验装置内心充满了期待。

闻言,众教授也纷纷看向实验聚变反应炉。

材料是目前限制聚变能发展的一个重要因素,如果,这个问题解决了,那么可控核聚变几乎也就要实现了。

众领导登时不淡定了,呼吸粗重,看着正在进行最后检验工作的科研人员们,充满了期待。

“最后检测未发现异常,一切工作准备就绪,所有人员退出反应室。”很快,一种激动的广播声在实验室响起,科研人员们纷纷各就各位,准备进行点火实验。

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