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“太陽是通過強大的引力來點燃和束縛核聚變反應的,仿星器裝置的原理,是想要仿造出一個迷你太陽來。當然,我們是仿照,不是真實打造哈,
要想能維持核聚變,就算是質量達到地球質量300多倍的木星都實現不了,必須達到木星質量的上百倍才行。所以生活在地球上,我們大家都是地球人,不可能在地球上制造出一個靠引力來維持的人造小太陽。
引力這個我們得排除在外。目前的主流,是以強大磁
場來代替引力,控制束縛聚變反應等離子體的!咱們的超導材料,已經為咱們做到這個控制打下了堅實基礎,之前,世界范圍內,最耐高溫的材料,應該是碳化鉭鉿合金ta4hfc5,能承受近四千攝氏度的高溫!”
“但是這依然不夠的,聚變反應,需要第一壁能夠耐受一億攝氏度起步高溫持續運行!”四千度,對于一般的航空航天的需求,是基本還算能用,包括他們之前研發的碳纖維耐高溫材料以及其他優秀的耐高溫材料,處在這個位置,都是不夠的。
“是的,太陽有太陽風和熱輻射,可控的核聚變裝置,會釋放熱輻射和高溫粒子風。核聚變反應跟核裂變反應的最大區別是,核聚變反應必須在高溫高壓下才能完成,而核裂變反應不需要那么高的溫度,甚至在很低的溫度下也可以進行,所以傳統核電站的設備性能和核聚變反應堆還是不一樣的。
第一壁,是需要直接面對核反應堆熱輻射和高溫粒子風的設備內壁,第一壁面對的熱輻射可不是簡簡單單的紅外線,而是以x射線為主的高能射線,這些射線是很容易破壞化學鍵的,從而破壞固體材料的結構,造成第一壁受損。
這是咱們研發第一壁材料要考慮的難關之一,第二,就是吳總說得,中子沖擊,人造核聚變設備,不管磁性多么強,也都會有一些等離子體會跑到磁約束范圍之外來。這些粒子流一旦撞上第一壁就會對第一壁產生一定的腐蝕,
且核聚變反應將使用氘氚核聚變,氘氚反應會產生中子,這些中子是不受磁場控制的,可以隨意地撞擊第一壁。中子撞擊第一壁,有一定機會跟第一壁的原子發生核反應,這樣的核反應會把一種原子變成另外一種原子,隨著原子的核反應,
第一壁的內部就會受到破壞,原來設計好的結構參數就會逐漸不再適合設計要求了。甚至有可能在內部形成氣泡或者裂縫,進一步破壞材料的結構。同樣會造成第一壁受損!”
第407章
蓬勃
“此外,就像燒煤會有煤灰產生一樣,氦氣燃燒的時候,會有氦灰。基于這一切的前提,我們需要第一壁材料能夠耐得住上億攝氏度的高溫侵襲,要能承受中子沖擊,最后還要有回收氦灰的功能或者設計裝置!”
這些條件一一擺出來,瞬間就讓會議室內的團隊成員,深深了解了可控核聚變的為什么這么難以攻克,光是第一壁的材料,如今列舉出來的難關,就讓他們一陣牙疼頭疼,讓他們自己去研發的話,真的有些壓力喜馬拉雅山一般。
總之,核聚變反應設備的第一壁無時無刻不受到核反應堆的腐蝕和危害。如果第一壁材料不合格,能維持幾秒就不錯了。因此,一入可控核聚變深似海,真正研發就會知道制造核聚變反應堆的第一壁材料有多困難了。
太陽持續不斷聚變反應了幾十億年,世界可控核聚變卻是依然裹足不前,在以秒來做單位徘徊,目前剛剛突破120秒,遲遲沒有大的突破,最大的困難點兒之一,就是第一壁材料受限。
還好,他們不是只憑他們這點兒能力,妄圖挑戰這個世界巔峰難題,他們有已經站在世界巔峰的吳總,為他們把關引路加托底,他們只是在拋磚引玉。
“目前可見材料中,純金屬材料應該首先會想到鎢!目前已知材料中,鎢的耐熱性能基本是最好的,在反應爐等離子體的轟擊下,我們常見的不銹鋼在瞬間就會變成鐵水,甚至被氣化掉!”因此,在地球上的所有材料中,只有鎢耐高溫性最好,熔點為3410c。
“可以考慮鎢合金,直接用純鎢材料,恐怕是不行,鎢也有一個非常大的弱點,就是太脆了、延展性差。這就極大限制了它的應用。”陶然攤攤手,若是真那么容易解決,純鎢材料,就不會被輕易地說舍去,
提到鎢板,世界范圍內,已經早有人嘗試過,用純鎢板來做聚變反應等離子體反應,只是,饒是鎢的熔點極高,耐熱表現也很優秀,但是,依然無法在上億的高溫下,
二則,用鎢來做第一壁材料,雖然比其他材料來說,耐熱方面,勉強能堅持多幾秒,但是面對輻射和粒子撞擊,還是會有很大的損傷。
尤其是最外層的鎢有可能被撞擊出去,形成鎢離子。這些鎢離子有一定機會進入到反應堆的等離子體流中。這些鎢離子對于等離子體束來說是劇毒的,稍微多一些就有可能造成等離子體束破裂,產生安全事故。
為什么這么嚴重呢,這里可以打一個比方。
在兩車道的高速公路上,如果不限制大車行走的車道,大車可以隨意行走,而小車又不能減速避讓,會發生什么情況呢?肯定是非常嚴重的交通事故。
鎢離子在等離子流里面,就是載重特別大的大貨車,速度慢,重量還大,別的離子遇到它們,就會被撞飛。撞飛的等離子體會跑出主車道,撞向第一壁。
而且,一旦像鎢一樣的重離子稍微多一些,就有可能造成嚴重的等離子體車禍,造成等離子體束破裂,從而把熱量瞬間傳遞給第一壁,造成燒毀甚至爆炸的事故。
所以,在使用鎢為基底研發新合金材料,這些都是要克服的版塊。
“除了鎢,我們也可以考慮下碳,從耐受熱環境來說,自然是熔點越高的物質越好。自然界中最耐熱的物質當屬碳了,只要沒有氧氣,碳材料可以耐受3500多攝氏度的高溫,比鎢的耐受溫度還要高一百多攝氏度,同時一些碳材料的導熱性能也很不錯,有利于表面熱量的導出。
所以一些核聚變裝置會選擇用碳材料來制作第一壁。但是碳也有一個很大的缺點,那就是吸收!核聚變的燃料主要是氘和氚,它倆都是氫的同位素,具有氫的化學性質。
這兩種物質的高溫等離子體,一旦撞上碳材料,很容易被碳給吸收掉,除了有吸附作用以外,還有化學作用,把碳變成有機物。這樣的情況下,就很容易會改變材料的性質,影響第一壁性能的發揮!
另一方面,也會消耗核聚變的燃料,降低核聚變的效率,尤其是對于昂貴且具有放射性的氚元素的吸收,是我們很不希望看到的。”
一項項材料的優缺點被逐一提出擺放、排列,成為他們嘗試改進以及篩選的備選條件,大家暢所欲言著,揣摩怎么改進。
他們已經度過了害怕出錯,不敢輕易出口的階段,這不是他們第一次這樣的研討會議,他們已經在吳總的鼓勵下,建立了足夠的信心。
無論他們的想法多天馬行空,只要是有一定依據的,不是胡編亂造,都是吳總鼓勵的,哪怕是錯的,吳總也會幫他們指點出來,那個地方出錯,為什么錯,讓他們在錯誤中進步。
所以,他們不怕出錯,每一次這樣的機會,都會是他們進步的階梯。
“如果沿用常規鎢板的話,我們是不是還可以從涂層材料開始著手,可以考慮從”涂層也算是他們的拿手板塊,他們和吳總初相識,輔助吳總完成的研發項目,就是耐高溫涂層,后期他們吃到獨自研發宏利的,依然是涂層材料,在吳總指點,和參考吳總研發的基礎上,做出的加固涂層。”
可以說,涂層材料,也算是他們的拿手項目,這個建議的提出,并不讓在場人意外,基于常理行考慮,大家肯定會首先從自己熟悉、擅長的版塊著手。
吳桐和成老,在上首,傾聽者會議室內,團隊成員積極踴躍的發言,不由都眼含笑意。吳桐是欣喜于團隊的參與感濃厚和活躍積極,她算是打下了良好的基礎,鑄就了不錯的開端。
成老則更多,是為了吳桐團隊對科研的積極熱切,從內而外的自發性感到欣慰,科研上,最需要的,莫過于這種無畏的上進積極!
這種蓬勃的生命力,正式科研發展的基石,科研的進步,需要這樣蓬勃向上的生命力加持!
第408章
風云動
年輕人好呀!這是年輕人的戰場!
這股初生牛犢不怕虎的沖勁,是他們這個年紀,已經進入暮年的科研工作者最向往的心境,他們已經被所謂的經驗綁架,反倒是失去了曾經年輕時那份大無畏的心境,變得躊躇起來,變得有些畏懼失敗。
他們正逐漸老去,但是因為,有這樣的接班人,即使閉眼,也能含笑九泉。
聽取完所有的發言,吳桐已經極快的在腦海中推衍著每一個提議的可能性,針對每一分發言,吳桐都進行了指點和剖析,最終定了了,三個方向進行實驗,出具更多數據后,再繼續篩選。<script>chapter1();</script>