新英体育 > 新英体育 > 第522章 不走寻常路

第522章 不走寻常路

  带着那张草图,王总工程师离开了STAR仿星器研究所,当天便返回了位于上京的【新英体育】核工业集团总部,并且联系了工程院里做磁流体发电方向的【新英体育】专家,就磁流体发电技术在可控聚变装置上应用的【新英体育】可行性展开了讨论。

  不过,虽说带队的【新英体育】走了,但核工业集团的【新英体育】工作小组依然留在金陵这边,和STAR仿星器研究所的【新英体育】研究员就技术上的【新英体育】问题不断交流着。

  与此同时,STAR装置的【新英体育】实验,也没有就此停下。

  在得到了充足的【新英体育】经费保障之后,研究所几乎奢侈到了每隔三天便进行一次实验,以氢气、氦气分别为研究对象,观测着等离子体在仿星器中的【新英体育】各种复杂的【新英体育】物理性质。

  甚至于,为了收集宝贵的【新英体育】数据,陆舟甚至下令向反应室内注入了1mg宝贵的【新英体育】氘/氚混合物,冒着损伤第一壁材料的【新英体育】风险进行了一次试点火。

  事实上,这次实验确实对STAR装置造成了一定的【新英体育】损伤,但好在损伤仍然在可修复的【新英体育】范畴内。不过即便是【新英体育】如此,整台装置也不得停堆检修一个月的【新英体育】时间。

  当然了,虽然代价不菲,但回报也是【新英体育】相当丰厚的【新英体育】。

  他们不但验证了该技术思路实现聚变反应点火的【新英体育】可行性,还得到了一块被携带着14MeV能量的【新英体育】中子束轰击过的【新英体育】锂薄片。

  尤其是【新英体育】后者,其科研价值更是【新英体育】无法用金钱来换算。

  在国内,大概也只有他们这里,能做这么奢侈的【新英体育】实验了。

  此时此刻,这枚来之不易的【新英体育】锂金属薄片正安静地躺在经过特殊处理的【新英体育】无氧玻片中,由穿着防护服的【新英体育】工作人员放置在了扫描电镜下观察。

  隔离室外的【新英体育】实验室内,站在电脑前的【新英体育】陆舟等一众研究人员,从屏幕上看到了从扫描电镜上采集到的【新英体育】数据和图片。

  正如他们所预料中的【新英体育】那样,原本规整的【新英体育】金属表面,此刻已是【新英体育】千疮百孔。

  通过红外光谱仪的【新英体育】检测,在那弯弯曲曲的【新英体育】孔道中,甚至可以观测到氦、氚元素残留的【新英体育】痕迹。

  值得高兴的【新英体育】是【新英体育】,这说明了携带着14MeV能量的【新英体育】中子束确实与63Li发生了反应,他们在实验中成功回收了一部分的【新英体育】氚元素。

  至于令人无奈的【新英体育】是【新英体育】……

  他们面对的【新英体育】问题实在是【新英体育】太多了,三言两语根本说不完。

  看电脑屏幕中的【新英体育】图像,李昌夏教授轻轻叹了口气。

  “我敢打赌,这玩意儿轻轻碰一下就会碎掉。”

  “不用打赌,就算没被中子束轰过,这玩意儿也谈不上有多结实。”目不转睛地盯着电脑屏幕中那些来之不易的【新英体育】数据,陆舟随口说道。

  盛宪富摇了摇头:“不只是【新英体育】辐照损伤的【新英体育】问题,产氚增殖比也实在是【新英体育】太低了。而且最关键的【新英体育】问题还不是【新英体育】在回收本身上。中子束携带的【新英体育】能量太高,往往不是【新英体育】和表面的【新英体育】63Li发生反应,而是【新英体育】在包层材料的【新英体育】内部乱窜,就算生成了我们需要的【新英体育】氚素也被留在了材料的【新英体育】内部,根本放不出来。”

  携带着14Mev能量的【新英体育】中子就像一颗炮弹,在它的【新英体育】面前一切金属键都像玩具一样不堪一击。

  并且,穿透第一壁的【新英体育】中子还不仅仅只是【新英体育】在第一壁上打个孔那么简单,它会像吹气球一样在第一壁材料的【新英体育】内部形成空腔,最终导致第一壁材料整体的【新英体育】肿胀、脆化、甚至是【新英体育】表面材料脱落,从而造成严重事故。

  而这也是【新英体育】裂变反应堆包层材料,无法直接拿到聚变堆中使用的【新英体育】主要原因之一。

  两者材料在抗辐照损伤的【新英体育】标准上,差了整整两个数量级。

  到现在为止,他们的【新英体育】研究已经进入了未知的【新英体育】领域,而这也意味着,再也没有前人的【新英体育】经验可供参考了。接下来该怎么做,怎么解决这些问题,全得依靠他们自己去思考。

  思索了片刻之后,李昌夏教授试着提议道:“结构材料改用钼怎么样?”

  “钼不行,”一瞬间便否定了这个提议,陆舟摇头道,“钼的【新英体育】耐热性能不错,但在中子辐照下会嬗变成放射性元素。”

  另一名研究员继续提议道:“钨呢?钨的【新英体育】耐热性能不错,嬗变产物是【新英体育】锇和铼,不存在放射性问题!”

  这次都不用陆舟开口了,李昌夏教授摇了摇头,“老生常谈的【新英体育】问题了。钨的【新英体育】耐热性是【新英体育】没毛病,但塑性太差。热应力会导致材料表面开裂……我在DIII-D实验室访学的【新英体育】时候,那里有个报告专题,专门讨论了这个问题。总之,用钨是【新英体育】不可能的【新英体育】。”

  实验室里再次陷入了沉默。

  这时候,一直目不转睛地盯着屏幕中数据的【新英体育】陆舟,忽然开口了。

  “如果无法将中子束挡在里面,我们为什么不考虑把它们放过去?”

  “放过去?”盛宪富微微愣了下,随即笑着摇了摇头,“放过去了我们还如何回收反应产生的【新英体育】中子?”

  回收DT聚变反应中产生的【新英体育】中子,是【新英体育】整个核聚变反应堆技术中的【新英体育】关键部分,毕竟氚资源的【新英体育】价格是【新英体育】氘的【新英体育】数万倍不止,不但论克卖,一克的【新英体育】成本更是【新英体育】高达30000美元(17年数据)。

  如果不能回收反应生成的【新英体育】中子,不但会造成大量的【新英体育】能量损失,更会因为氚流失而导致反应堆“停堆”。

  在理想情况下的【新英体育】聚变堆中,无论是【新英体育】氚还是【新英体育】中子,都是【新英体育】应该做为中间产物一样的【新英体育】东西保存下来的【新英体育】,最终产生的【新英体育】废料只有氦气以及热量。

  所以,将中子放走是【新英体育】不可能放走的【新英体育】,说什么也得把它留下来。

  听到盛宪富这句反问,陆舟淡淡笑了笑,继续说道。

  “放过它们,不等于将它们放走。理论上无论我们怎么设计第一壁的【新英体育】结构,都无法避免中子束对金属键的【新英体育】破坏。而偏偏金属的【新英体育】自我修复能力太差,更存在着难以解决的【新英体育】嬗变问题。”

  “因此,我们何不将第一壁设置成允许中子通过、且自我修复能力较强的【新英体育】材料,再在第一壁的【新英体育】后方用液态63锂回收中子。至于63锂的【新英体育】另一侧,则用一层铍金属包覆,用于反射穿透液锂层而未发生反应的【新英体育】中子。”

  这种设计就相当于将液态锂夹在第一壁和铍之间。

  盛宪富低着头思索了一会儿,觉得这个方法似乎是【新英体育】可行的【新英体育】,但总觉着哪里都存在问题。

  想了好一会儿,他从所能想到的【新英体育】问题中,挑出最明显的【新英体育】两个提了出来。

  “可是【新英体育】你说的【新英体育】这种允许中子通过、且自我修复能力较强的【新英体育】材料该上哪找去?即便将锂材料移到第一壁材料之后,我们依然无法解决中子辐射对结构材料的【新英体育】损伤。而且,就如你所说的【新英体育】,在第一壁之后回收氚素,我们又该如何将它从第一壁的【新英体育】背后搬运回反应堆中?”

  听到这两个问题,陆舟淡淡笑了笑说:“第二个问题其实不难解决,在液锂的【新英体育】工作温度下,无论是【新英体育】氚素还是【新英体育】氦素都以气态形式存在,并且两者是【新英体育】互不相溶的【新英体育】。”

  “我们只需要对整个液锂中子回收系统施加一个微弱的【新英体育】向上方向的【新英体育】力,就可以将生成的【新英体育】氚素搬运到整个系统的【新英体育】上方。”

  “再然后,我们只需要在整个系统的【新英体育】上方,对排出的【新英体育】‘气体’进行回收就行了。”

  生成的【新英体育】氚与作为废气的【新英体育】氦,则重新注入反应室内加热电离。至于如何将氦气从反应堆中排出,这就是【新英体育】偏滤器的【新英体育】工作了。

  至于是【新英体育】选用水冷偏滤器还是【新英体育】钨铜偏滤器或者其他偏滤器,这个到时候再看具体的【新英体育】需要进行选择便好。这一部分的【新英体育】技术虽然关键,但并非是【新英体育】无法解决的【新英体育】难点。

  说到这里,陆舟顿了顿,继续说道,“至于你说的【新英体育】第一个问题,这样的【新英体育】材料在合金中是【新英体育】找不到的【新英体育】。所以,我们干脆把金属整个抛弃掉好了!”

  在听到这句话的【新英体育】瞬间,不只是【新英体育】提出问题的【新英体育】盛宪富,包括李昌夏教授在内,实验室内的【新英体育】所有人都愣住了。

  抛弃金属材料?

  这……

  这也太前卫了点吧?

  “结构材料不用金属?”李昌夏教授诧异地看着陆舟,“那用什么?”

  难道用陶瓷?

  虽然有研究所这么试过,效果也还凑合,但致命的【新英体育】是【新英体育】,陶瓷的【新英体育】导热性能实在是【新英体育】太差了。

  如果无法将产生的【新英体育】热量从反应堆中带走,最终还是【新英体育】会出问题。

  “用碳,”停顿了片刻,陆舟用肯定的【新英体育】语气说道,“或者说得更准确点,用碳纤维复合材料!”

  这到不是【新英体育】陆舟突发奇想想出来的【新英体育】办法,在此之前他已经思考了很久,甚至于最早在螺旋石7-X研究所与克雷伯教授闲谈的【新英体育】时候,他便有在考虑了。

  碳核相对稳定,不易与中子发生反应,并且可以起到对中子束一定缓冲的【新英体育】作用,使得中子束在与液锂层接触时,不至于大多数中子束都直接将其击穿。

  而被碳纤维层减少的【新英体育】那一部分能量,则会以热能的【新英体育】形式放出,而凭借着其本身良好的【新英体育】导热性能,也能很轻松地将反应堆内部产生的【新英体育】热量导出。

  至于耐热性能,也完全没问题。

  在不接触空气和氧化剂时,碳纤维材料能够耐受3000度以上的【新英体育】高温,可以与钨的【新英体育】熔点媲美,完全符合第一壁材料的【新英体育】需要!

  环视了一眼实验室内的【新英体育】众人,陆舟开口说道:“将低活化金属材料从第一壁完全剔除,改用碳纤维作为第一壁材料以及主要结构材料,在中间层充填液锂,外层用铍包覆,反射中子。屏蔽层用石蜡和水以及碳化硼混合物,并由核电水泥包覆。如此一来,我们完全有希望解决氚滞留的【新英体育】问题!”

  至于选用什么样的【新英体育】碳纤维复合材料,如何解决碳纤维复合材料的【新英体育】自修复问题,这个课题会由金陵高等研究院的【新英体育】材料研究所负责研究。

  虽然问题很严峻,但陆舟有希望解决!

  李昌夏教授忍不住道:“这也太……”

  他想说的【新英体育】是【新英体育】这也太匪夷所思了。

  但这句话才说道一半,便被盛宪富打断了。

  “不,说不准……这么做还真有希望!”

  打断了李教授的【新英体育】话,盛宪富用食指不断地摩擦着下巴,眼中的【新英体育】神采愈发地明亮。

  “我查阅过相关的【新英体育】文献,用碳纤维代替部分奥氏体钢和钨钢结构,在国际可控聚变领域是【新英体育】一条和纳米陶瓷同样被看好的【新英体育】技术路线!”

  “不过用碳纤维复合材料完全取代金属材料,作为结构材料的【新英体育】主体,以及将减速后的【新英体育】中子束放到包层材料外侧与液锂反应,再通过搬运作用将液锂中的【新英体育】氚素回收……这些我还倒是【新英体育】第一次听说。”

  这其中的【新英体育】难度恐怕不小,而且还不仅仅只是【新英体育】碳纤维复合材料本身的【新英体育】问题。比如在温度的【新英体育】控制上。第一壁的【新英体育】碳纤维材料工作温度在3000度左右,而锂金属的【新英体育】沸点只有1340度。

  如果无法将热量及时带走,整个“液锂中子回收系统”中的【新英体育】液锂就存在被气化的【新英体育】风险,轻则与反应生成的【新英体育】氚氦混合物一同卷入反应堆中,重则甚至可能将整个反应堆炸掉……

  还有停堆时液锂凝固带来的【新英体育】体积变化的【新英体育】问题……

  但正如陆舟所说的【新英体育】那样,这条思路似乎是【新英体育】可行的【新英体育】。

  至少,值得一试!

  -

  (昨天外出取材去了,)

  https:

  天才一秒记住本站地址:.。手机版阅读网址:m.

看过《新英体育》的【新英体育】书友还喜欢

http://www.itig.cn/data/sitemap/www.itig.cn.xml
http://www.itig.cn/data/sitemap/www.itig.cn.html
友情链接:伟德包装网  抓码王  雅星娱乐  澳门百家乐  减肥方法  188天尊  伟德养生网  188体育古诗  hg行  飞艇聊天群