料学教授邢学兴笑道:“能走在前面拓展边界,这是每一个研究员和学者都希冀的事情。”
顿了顿,他将话题重新引回了实验数据上:“不过赵教授说的也没错,咱们这次的麻烦可不少。”
“无论是氚自持还是各项抗中子辐照样品材料的损伤,都远低于实验前的预料。”
“利用中子轰击锂靶材,的确可以做到生成氚元素。但生成量和我们收集到的量并没有理论上那么多。”
“一方面是腔室中聚变生成的中子束并没有全都作用于锂-6化合物靶材,它携带的能量太高,会直接击穿靶材,导致反应的数量远低于预期。”
“另一方面则是这些中子携带的能级太高,1.2亿度温度下,氘氚聚变释放出来的中子束能级堪比中大型粒子对撞机了,这会对靶材和
徐川思索了一下,道:“
“至于
可控核聚变不是核裂变,核裂变的温度是远比不上核聚变的。
哪怕是大当量的核弹爆炸,中心温度顶天也就百万摄氏度级别。
当年投放在广岛的小男孩,爆炸核心区域的温度只有六千多度。对比之下,这个数值在可控核聚变中简直不值一提。
六千多度,这个数据连破晓聚变装置运行的等离子体温度的零头的零头都不够。
而核弹爆炸的温度都只有这样,那么利用核裂变效应发电的核电站温度就更低了。
因此绝大部分能用在核裂变反应堆上的对抗辐照材料,根本就无法用于可控核聚变反应堆上。
不仅仅是用于氚自持的锂靶材在实验过程中受到了损伤,其他部署于
一旁,赵光贵试探着开口道:“将聚变温度降低一些如何?”
“氘氚聚变的温度在一千两百万度左右就可以发生,一点二亿度,这翻了整整十倍了。”
“虽然降低温度会影响氘氚等离子体的活跃性,进而影响到聚变数量和产生的能量。但牺牲一部分热量和能量换取
徐川想了想,摇摇头道:“可行性不大。”
“热运动虽然可以使中子发生非弹性碰撞,热运动速度越高,对物质的影响就越大,但聚变堆中的中子束的能级并不单单来源于温度。”
“它的主要来源是氘氚原子核聚变时产生的能量推动,每个氘氚原子核聚变都会产生一个14.1 mev的中子,这部分在高能物理上是注定的,而降低温度只是消减了一部分外力而已。”
赵鸿志点了点头,道:“嗯,从这方面来看,降低温度从而减小中子对
“而从中子辐照后的材料分析数据来看,钼、钨、石墨烯这些材料在
一旁,水木大学的邢学兴教授摇摇头道:“钼不行,这个水木那边之前有做过研究,钼在接受中子辐照的时候会嬗变成放射性元素。至于钼合金的话,就需要更多的尝试了。”
“倒是钨,钨合金可能还有点希望。目前iter和east那边的
徐川摇了摇头,道:“钨大概也行不通。”
“钨的耐热性和嬗变产物都没什么问题,但是它的物理塑性和热膨胀系数的差异,以及热应力的积累等问题,会导致材料内部产生裂纹。”
“这对于可控核聚变反应堆来说是致命的。”
听到徐川否决钨合金,实验室中又陷入了沉默。
毕竟在可控聚变堆中,
一个商用的托卡马克反应堆,理论上来说,一般中子壁负荷至少要达到5mw/m2以上。
中子壁负荷是一个与聚变堆的功率密度有关的设计指标,数值上等于单位面积的
而绝大部分的耐热材料,在面对这些极端严苛的属性挑战时,根本就达不到要求。
不过话又说回来,这个问题真要那么容易解决,也不至于留到现在了。
毕竟可控核聚变是全世界有能力搞都会搞的东西,里面的各种技术难题,材料问题肯定都讨论过无数次了。
盯着电脑显示屏上的数据,徐川沉思了一会后开口道:“我觉得,
闻言,实验室中的其他人都看了过来。
赵鸿志问道:“怎么说?”
徐川思忖了一下,组织了一下语言后开口道:“每个d-t聚变都会产生一个14.1 mev的中子。由于中子不带电,无法用磁场约束,会直接轰击到
“14.1 mev是个很大很大的能量,要知道材料中束缚原子的都是各种化学键,其键能大约在1~10 ev之间。”
“也就是说,一个14.1 mev的中子所携带的能量,足以破坏上百万个普通的化学键,这无疑会对材料造成难以恢复的损伤。”
“而在聚变堆里,高能中子就像一颗颗射向材料的子弹,不断的撞击金属原子,打断其周围的化学键,迫使原子离开原来的位置,从而破坏规整的原子排布。”