頓了頓,他將話題重新引回了實驗資料上:“不過趙教授說的也沒錯,咱們這次的麻煩可不少。”
“無論是氚自持還是各項抗中子輻照樣品材料的損傷,都遠低於實驗前的預料。”
“利用中子轟擊鋰靶材,的確可以做到生成氚元素。但生成量和我們收集到的量並沒有理論上那麼多。”
“一方面是腔室中聚變生成的中子束並沒有全都作用於鋰-6化合物靶材,它攜帶的能量太高,會直接擊穿靶材,導致反應的數量遠低於預期。”
“另一方面則是這些中子攜帶的能級太高,1.2億度溫度下,氘氚聚變釋放出來的中子束能級堪比中大型粒子對撞機了,這會對靶材和第一壁都造成極為嚴重的影響。”
徐川思索了一下,道:“第一個問題倒還好解決,大不了可以將靶材的厚度提升一些。另外可以做成全覆蓋式,整體將反應腔室包裹起來,這樣一來中子束就不是浪費。”
“至於第二個......就有點麻煩了。”
可控核聚變不是核裂變,核裂變的溫度是遠比不上核聚變的。
哪怕是大當量的核彈爆炸,中心溫度頂天也就百萬攝氏度級別。
當年投放在廣島的小男孩,爆炸核心區域的溫度只有六千多度。對比之下,這個數值在可控核聚變中簡直不值一提。
六千多度,這個資料連破曉聚變裝置執行的等離子體溫度的零頭的零頭都不夠。
而核彈爆炸的溫度都只有這樣,那麼利用核裂變效應發電的核電站溫度就更低了。
因此絕大部分能用在核裂變反應堆上的對抗輻照材料,根本就無法用於可控核聚變反應堆上。
不僅僅是用於氚自持的鋰靶材在實驗過程中受到了損傷,其他部署於第一壁的實驗材料,也同樣有損傷。
一旁,趙光貴試探著開口道:“將聚變溫度降低一些如何?”
“氘氚聚變的溫度在一千兩百萬度左右就可以發生,一點二億度,這翻了整整十倍了。”
“雖然降低溫度會影響氘氚等離子體的活躍性,進而影響到聚變數量和產生的能量。但犧牲一部分熱量和能量換取第一壁材料的穩定並不是不可取的。”
徐川想了想,搖搖頭道:“可行性不大。”
“熱運動雖然可以使中子發生非彈性碰撞,熱運動速度越高,對物質的影響就越大,但聚變堆中的中子束的能級並不單單來源於溫度。”
“它的主要來源是氘氚原子核聚變時產生的能量推動,每個氘氚原子核聚變都會產生一個14.1 v的中子,這部分在高能物理上是註定的,而降低溫度只是消減了一部分外力而已。”
趙鴻志點了點頭,道:“嗯,從這方面來看,降低溫度從而減小中子對第一壁材料的破壞基本不大可能了。”
“而從中子輻照後的材料分析資料來看,鉬、鎢、石墨烯這些材料在第一階梯,受中子輻照的影響較小,奧式鋼、陶瓷這些在第二階梯、其他的更差。”
一旁,水木大學的邢學興教授搖搖頭道:“鉬不行,這個水木那邊之前有做過研究,鉬在接受中子輻照的時候會嬗變成放射性元素。至於鉬合金的話,就需要更多的嘗試了。”
“倒是鎢,鎢合金可能還有點希望。目前iter和east那邊的第一壁材料都採用的鎢合金,耐熱效能不錯,嬗變產物是鋨和錸,不存在放射性問題。”
徐川搖了搖頭,道:“鎢大概也行不通。”
“鎢的耐熱性和嬗變產物都沒什麼問題,但是它的物理塑性和熱膨脹係數的差異,以及熱應力的積累等問題,會導致材料內部產生裂紋。”
“這對於可控核聚變反應堆來說是致命的。”
聽到徐川否決鎢合金,實驗室中又陷入了沉默。
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