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第三百九十一章:好消息和坏消息(2/2)

“一方面是腔室中聚变生成的中束并没有全都作用于锂-6化合靶材,它携带的能量太,会直接击穿靶材,导致反应的数量远低于预期。”

徐川摇了摇:“钨大概也行不通。”

因此绝大分能用在裂变反应堆上的对抗辐照材料,本就无法用于可控聚变反应堆上。

盯着电脑显示屏上的数据,徐川沉思了一会后开:“我觉得,第一的材料选择,或许我们要改变一下思路。”

听到徐川否决钨合金,实验室中又陷了沉默。

“也就是说,一个14.1MeV的中所携带的能量,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。”

“另一方面则是这些中携带的能级太,1.2亿度温度下,氘氚聚变释放来的中束能级堪比中大型粒对撞机了,这会对靶材和第一都造成极为严重的影响。”

“钨的耐和嬗变产都没什么问题,但是它的理塑膨胀系数的差异,以及应力的积累等问题,会导致材料内产生裂纹。”

毕竟在可控聚变堆中,第一材料受到等离中发来的能中、电磁辐能粒氘氚氦和其他杂质的烈作用。

一旁,赵光贵试探着开:“将聚变温度降低一些如何?”

“至于第二个......就有麻烦了。”

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。

锂靶材,的确可以到生成氚元素。但生成量和我们收集到的量并没有理论上那么多。”

“而从中辐照后的材料分析数据来看,钼、钨、石墨烯这些材料在第一阶梯,受中辐照的影响较小,奥式钢、陶瓷这些在第二阶梯、其他的更差。”

闻言,实验室中的其他人都看了过来。

“如果是单纯的要抵抗中的话,或许使用铍金、石墨、石墨和铀238这些材料制成的结构能到,裂变堆里面不就是利用这些材料的么。”

赵鸿志问:“怎么说?”

“这对于可控聚变反应堆来说是致命的。”

弹爆炸的温度都只有这样,那么利用裂变效应发电的电站温度就更低了。

不仅仅是用于氚自持的锂靶材在实验过程中受到了损伤,其他署于第一的实验材料,也同样有损伤。

徐川想了想,摇摇:“可行不大。”

毕竟可控聚变是全世界有能力搞都会搞的东西,里面的各技术难题,材料问题肯定都讨论过无数次了。

运动虽然可以使中发生非弹碰撞,运动速度越,对质的影响就越大,但聚变堆中的中束的能级并不单单来源于温度。”

“虽然降低温度会影响氘氚等离的活跃而影响到聚变数量和产生的能量。但牺牲一量和能量换取第一材料的稳定并不是不可取的。”

.........

“14.1MeV是个很大很大的能量,要知材料中束缚原的都是各化学键,其键能大约在1~10eV之间。”

当年投放在广岛的小男孩,爆炸心区域的温度只有六千多度。对比之下,这个数值在可控聚变中简直不值一提。

赵鸿志:“嗯,从这方面来看,降低温度从而减小中对第一材料的破坏基本不大可能了。”

一旁,木大学的邢学兴教授摇摇:“钼不行,这个木那边之前有过研究,钼在接受中辐照的时候会嬗变成放元素。至于钼合金的话,就需要更多的尝试了。”

“所以我个人觉得,与其在金属材料中寻找一抵抗材料,还不如将目光放在其他材料上试试?”

“氘氚聚变的温度在一千两百万度左右就可以发生,一二亿度,这翻了整整十倍了。”

“倒是钨,钨合金可能还有希望。目前ITER和EAST那边的第一材料都采用的钨合金,耐能不错,嬗变产是锇和铼,不存在放问题。”

可控聚变不是裂变,裂变的温度是远比不上聚变的。

第一的材料问题的确很麻烦,麻烦到目前全世界都找不来一合适的。

哪怕是大当量的弹爆炸,中心温度天也就百万摄氏度级别。

“而在聚变堆里,能中就像一颗颗向材料的弹,不断的撞击金属原,打断其周围的化学键,迫使原离开原来的位置,从而破坏规整的原排布。”

“它的主要来源是氘氚原聚变时产生的能量推动,每个氘氚原聚变都会产生一个14.1MeV的中,这分在理上是注定的,而降低温度只是消减了一分外力而已。”

“但放到可控聚变反应堆里面,就不行了。”

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第一材料上的聚变中度与中能量的乘积。

一个商用的托卡克反应堆,理论上来说,一般中负荷至少要达到5MW/m2以上。

徐川思索了一下,:“第一个问题倒还好解决,大不了可以将靶材的厚度提升一些。另外可以成全覆盖式,整将反应腔室包裹起来,这样一来中束就不是浪费。”

六千多度,这个数据连破晓聚变装置运行的等离温度的零的零都不够。

徐川思忖了一下,组织了一下语言后开:“每个D-T聚变都会产生一个14.1MeV的中。由于中不带电,无法用磁场约束,会直接轰击到第一材料上产生损伤。”

而绝大分的耐材料,在面对这些极端严苛的属挑战时,本就达不到要求。

“原因很简单,因为我们需要中氚自持,否则目前存储的氚原料本就无法支撑可控聚变的商业化使用。”

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