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第426章 点火成功,第一壁材料解决!4k

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  话说飞煌集团的可控核聚变项目在有了金属氢的加入后,可谓突飞猛进。

  此刻,密林群山之内,坐落于西安的热核聚变项目实验室,正在进行第一次“超负荷磁场工作实验”!

  “报告陆总,1号磁场磁线圈温度112°!”

  “报告陆总,2号磁场磁线圈温度98°,工作正常,无发现绝缘层脱落融化状态!”

  “报告陆总,磁场运行正常!”

  “报告陆总,超负荷状态已运行4天,是否继续保持?”

  指挥室内,陆凡听完各组的传来的消息后,顿时满意的点了点头。

  旁边,负责可控核聚变项目的李老院士见状,眼底闪过一丝精光后,便对陆凡说道:

  “陆总,目前看,金属氢的性能已经达到商用标准。可以运用到【盘古】实验堆中!”

  盘古实验堆,是飞煌集团对即将要建造的可控热核聚变实验堆所起的代号。

  盘古,顾名思义,盘古开天之意。

  寓意着,盘古实验堆将会像盘古开天一样,一斧头斩开人类通往聚变能的大门,从此进入新时代。

  陆凡想了想,觉得可行,便问老院士:

  “实验堆除了室温超导,还有什么问题?”

  李老院士是east的掌门人,这次主持飞煌集团的可控核聚变,一半是上面委派,一半的原因则是他很好奇,飞煌集团到底哪里来的底气,敢在没有任何该领域方面的经验,就敢投资上万亿打造“盘古实验堆“!

  此刻,听到陆凡的自信询问,老院士颇有些诧异,却也没有客气,当即提出了好几个大难题。

  这些难题,east研究多年,始终无法解决根本性问题。

  比如,第一壁的壁材料。

  之前曾经说过,中子不带电,无法被磁场所左右,按照反应式“2H + 3H→ 4He + n”,聚变产生的中子会携带超强动能,不断在反应堆内横冲直撞。

  这种碰撞,会让材料的化学键直接碎裂,导致第一壁出现膨化、变形,最终脆化成一个风干的土墙。

  商业聚变堆役期中第一壁中子剂量预计超过100dpa(每个原子被撞离正常位置的平均次数),而裂变堆的剂量在1dpa量级,因此现有的裂变堆材料很难直接拿到聚变堆中使用。

  “除此之外,还必须满足低活化这个苛刻条件!

  “而且,商业聚变堆第一壁的工作的温度在1000℃以上,等离子体破灭的一瞬间更是能达到2000~3000℃,钢材、铜材这样的低熔点材料会直接融化。

  “另外,第一壁的任务要把热能导出去,熔点高但导热性不行的陶瓷材料基本上也行不通。目前比较有希望的候选材料金属钨的熔点为3400℃。但钨还存在塑性较差的缺点,在离子体破灭的热冲击下,热应力往往会使得材料表面开裂。”老院士谈到这里,就有些信心不足了。

  中子轰击下,许多元素都会发生核反应,嬗变成其他核素。

  有些核素是不稳定的,会进一步衰变持续放出辐射。这样一来聚变反应无辐射污染产物的优势就没有了,因此用作第一壁的材料都是低活化材料,也就是嬗变后依然稳定不衰变的元素。

  例如,一开始国际上拟用金属钼作为第一壁材料,后来发现嬗变产物有辐射太难处理,现在都在逐步换成金属钨(嬗变产物是稳定的铼和锇)。

  陆凡自然知道这一点,如果将核聚变比作一个烧火的炉子,那么,第一壁就是最靠近碳火的炉内壁。

  内壁的材料选择极为苛刻,并非人类无法造出能抵挡中子的材料,而是基于种种因素,被排斥在外。

  四条最基本的要求,锁死了世面上大部分优秀的抗中子材料。

  留给科研者的可选材料屈指可数,偏偏,他们还必须从这些屈指可数的材料里,优中选优。

  可想而知,第一壁材料的难度有多大。

  “有没有想过高熵合金?”

  陆凡脑海中闪过一个灵光,“使用镍、铬、钴、铁、钨,然后用气相沉积,和石墨烯纳米碳管来做原子层面的纳米阵列!然后,送到金属氢生产线,接着由热等静压工艺进行最后的锻造成型!”

  “偏滤器可以采用水冷偏滤,材料嘛,用氘化锂-钨铁-陶瓷基复合材料!”

  偏滤器,是托克马克装置重要部件,当核聚变发生后,恐怖的等离子束会通过这里,废气被过滤掉,但在盘古堆的设计中,偏滤器还肩负着【氚自持】

  的工作。

  氚,是氢的同位素,蓝星矿物资源里的含量几乎趋近于无,只能通过核裂变反应堆进行提取。

  全世界的氚加起来,也不过上百公斤,1g据说要价100万美元,比黄金还要贵。

  第一代可控核聚变的材料是氚和氘,氘容易提取,但氚资源有限,就必须通过聚变反应,来实现“氚自持”,否则,这种核聚变永远无法实现商业堆。

  而实现氚自持,就必须让中子轰击氘化锂,生成氚。(据说氢弹的原理就是如此!)

  但问题是,目前市面上的氚自持反应问题非常多,要么氚嵌在偏滤器材料里不出来,要么氚含量不足以发生自持反应。

  老院士听着听着,顿时眼神中露出了震惊之色。

  太妙了!这个方案太妙了。

  “高熵合金带来热稳定性和抗形变能力,石墨烯能拥有修复能力,钨则具有高熔点,与陶瓷基复合在一块,熔点提升了至少23%,还解决了陶瓷基无法传导热能的问题。”

  “陆总,我总算明白,你们为何有勇气独立研发可控核聚变。有您这样的材料学天才,恐怕这世界上就没有能难倒您的问题。佩服,佩服!”老院士夸赞道。

  这些话并非是他有意想拍陆凡的马屁,而是真的心服口服。

  材料的问题算是解决了,剩下的事情就是合成,批量化生产,以及解决磁场破面的问题。

  对于这一点,山川大学有一位大三的学生竟然独立完成了磁场破面的论文。

  经过试验后,该论文的确非常有效的遏制了磁场破面、耦合现象。

  使得磁笼对等离子体的约束效率达到了95%。

  虽然还有百分之五的等离子体会从磁笼的漏洞中逃逸,但老院士预计,盘古堆的寿命至少能持续40年。

  终于。

  半年后,随着第一次“氘氚点火放电实验”以5小时宣告成功,世界一片哗然。

  ITER权威专家理查德,作为麻省理工大学材料学方面的大拿,主要研究超导相方面的对称性、赝能隙、向列相等领域的老聚变能学者,在听闻此消息后,顿时大惊失色。

  “5小时!可能有人不理解这是什么样的概念!”

  “目前ITER的最长点火放电时间是5分钟!注意,我说的是放电。而非点火!”

  “除了ITER,无论是脚盆鸡的JT-60U,还是俄罗斯的T-15,法国的Tore-Supra,在实验的时候通常会采用氦气、氢气来进行等离子体约束实验。”

  “他们在通告中往往会表达【点火】或【运行】!实际上,这种实验结果的意义只能证明该聚变堆的磁场稳定性,并不能说是一个合格的聚变堆。”

  “而飞煌集团的盘古堆,则是一上来就直接用氘氚进行实验。他们不仅实验了点火,更实验了【放电】!简直令人不可思议!噢,谢特,他们真的太败家了!”

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