“對(duì)，500到600攝氏度，可能等離子破滅發(fā)生熱沖擊瞬間溫度會(huì)高一點(diǎn)，但這個(gè)溫度也不會(huì)超過(guò)1000攝氏度。”
在仿星器內(nèi)的真空環(huán)境中，溫度傳播主要靠等離子輻照和紅外輻射，并不會(huì)出現(xiàn)生活中點(diǎn)一個(gè)爐子就算被擋在了，還有空氣流通做為溫度傳播介質(zhì)。
“有了前面兩層陶瓷活動(dòng)夾層的阻擋，示范堆中他們把第一內(nèi)壁材料換成了碳纖維材料。
碳納米材料在真空環(huán)境下熔點(diǎn)溫度高達(dá)3000攝氏度，導(dǎo)熱性能更是遠(yuǎn)超所有金屬材料，中子穿透性好，抗中子輻照相對(duì)其他材料也更優(yōu)，高能中子輻照造成的損傷憑借自身材料特效能自我修復(fù)......”
“等等，陸教授。”
王院士聽(tīng)到這里突然打斷話，問(wèn)道：“碳材料做第一內(nèi)壁早在十年前就嘗試過(guò)，但因?yàn)樘己蜌涞南嗳菪圆缓茫瑫?huì)反應(yīng)形成甲烷，沒(méi)多久這個(gè)方案就被淘汰了。”
聽(tīng)到這陸教授的稱(chēng)呼，陸毅笑了笑，說(shuō)道：“王院士，十年前采用的碳材料是石墨吧，這個(gè)確實(shí)不行，會(huì)和氫包括氫的各類(lèi)同位素反應(yīng)生成甲烷。
不過(guò)現(xiàn)在這里采用的是碳納米管或者石墨烯，用碳纖維塑造成型。
碳納米材料其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在工作溫度不超過(guò)1000攝氏度的情況下，并不會(huì)如同石墨那樣和氫氣發(fā)生反應(yīng)生成甲烷。”
“陸教授，碳納米材料在這個(gè)環(huán)境下是不會(huì)和氫氣發(fā)生反應(yīng)生成甲烷，但碳納米管或者石墨烯對(duì)氫有天然的吸附儲(chǔ)存作用。”
另一位對(duì)碳納米材料有所研究的核聚變大咖提出疑問(wèn)：“如果馬普實(shí)驗(yàn)室按照這個(gè)方案進(jìn)行，這樣從約束磁場(chǎng)離散出來(lái)的氚核，亦或者后方鋰包層反應(yīng)循環(huán)的氚元素會(huì)被碳納米內(nèi)壁材料吸附進(jìn)去，形成更嚴(yán)重的氚滯留問(wèn)題。”
“這個(gè)問(wèn)題其實(shí)很簡(jiǎn)單，碳納米材料對(duì)氫的吸附不是沒(méi)有上限的，事先喂飽它就行了。
另外馬普實(shí)驗(yàn)室為了預(yù)防反應(yīng)堆運(yùn)行過(guò)程中，碳納米材料內(nèi)的氫元素被氚替換造成反應(yīng)堆氚元素的損失，他們?cè)阡嚢鼘觾?nèi)除了核聚變鋰增殖包層常使用的6li材料，還摻雜了一定比例的鋰同位素7li。
中子和6li反應(yīng)產(chǎn)生氦4和氚，而和7li則是反應(yīng)產(chǎn)生氦4和氚外加一個(gè)中子。
當(dāng)然相比較6li和中子的反應(yīng)而言，7li和中子的反應(yīng)實(shí)在太弱了，大幾率情況下中子都會(huì)10過(guò)家門(mén)而不入，并不是太適合做核聚變鋰增殖包層。
不過(guò)在這個(gè)方案中，鋰增殖包層摻雜了一定比例的7li同位素，就算反應(yīng)微弱，但能反應(yīng)一個(gè)就是賺一個(gè)，正好彌補(bǔ)掉碳納米內(nèi)壁材料中氚滯留的部分。”
“中子和鋰反應(yīng)生成的氚和氦都是屬于氣體形態(tài)，利用氚氣和氦氣在液態(tài)鋰中溶解度幾乎為零的特性，在對(duì)鋰增殖包層施加一定的力使其流動(dòng)攪拌。
那么反應(yīng)生成的氚氣和氦氣就會(huì)因密度原因上浮到鋰增殖包層的上面，然后對(duì)這些氣體進(jìn)行回收再注入等離子體反應(yīng)軌道。
最后在鋰增殖包層后方包上一層鈹氧化物把穿透包層的中子反射回去，隔絕反應(yīng)堆內(nèi)的中子放射性，同時(shí)也避免中子散逸浪費(fèi)。
這就是馬普實(shí)驗(yàn)室核聚變示范堆的整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)原理，整個(gè)設(shè)計(jì)改進(jìn)很簡(jiǎn)單，但我們卻做不到。”
陸毅的話音落下，在場(chǎng)所有人都有些沉默。
他們聽(tīng)明白了，馬普實(shí)驗(yàn)室的示范堆建造起來(lái)，進(jìn)行幾次試驗(yàn)調(diào)整下設(shè)備儀器，那就可以說(shuō)達(dá)到了商業(yè)化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
畢竟仿星器可控核聚變裝置的難題不多，沒(méi)有托克馬克的磁面撕裂，磁島等問(wèn)題。
解決了氚循環(huán)使用的問(wèn)題，解決了等離子輻照帶來(lái)的高溫以及材料變性問(wèn)題，解決了中子輻照的問(wèn)題，那接下來(lái)的事情無(wú)非就是燒開(kāi)水。
通過(guò)燒開(kāi)水把核聚變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成電能，在這方面大家都已經(jīng)有了上百年的經(jīng)驗(yàn)，小意思。
想要更高大上，能量利用率高一點(diǎn)，那可以把磁流體發(fā)電和燒開(kāi)水結(jié)合起來(lái)。
聚變釋放的能量和產(chǎn)生的高能中子在和鋰反應(yīng)生成氚后剩余的能量，這些能量用來(lái)燒開(kāi)水，核聚變另一個(gè)產(chǎn)物，也就是億攝氏度高溫的氦離子則可以用來(lái)磁流體發(fā)電。
偏偏這樣的方案和設(shè)計(jì)只能看不能吃，那個(gè)活動(dòng)陶瓷夾層螺旋環(huán)繞等離子體軌道外徑的過(guò)程中，活動(dòng)的穩(wěn)定性要求很高，要如同絲綢般順滑，不能有太大摩擦和碰撞。
否則掉下來(lái)的物質(zhì)進(jìn)入到等離子體中會(huì)產(chǎn)生極大的污染，輕則核聚變反應(yīng)停堆毀壞設(shè)備儀器，重則整個(gè)反應(yīng)堆會(huì)發(fā)生爆炸。
在這幾個(gè)要求的背后，涉及到的加工精度卻是當(dāng)前華國(guó)的工業(yè)水平無(wú)法達(dá)到的。
“陸陸，我們或許可以使用碳納米材料做第一內(nèi)壁材料。”
坐在陸毅旁邊的張晴，跟林夢(mèng)探討了一會(huì)兒后，突然說(shuō)道。
“這個(gè)不行。”
會(huì)議室一位研究碳材料的專(zhuān)家搖搖頭：“碳納米材料耐熱性和抗輻照性能可以滿足第一內(nèi)壁需求，但導(dǎo)熱性能太強(qiáng)了。
如果不能如同馬普實(shí)驗(yàn)室那樣先隔絕第一內(nèi)壁接受的等離子輻照，把溫度控制在鋰沸點(diǎn)溫度以下，直面等離子體產(chǎn)生高溫就會(huì)比散熱速度更快的傳導(dǎo)到后面，對(duì)包層造成汽化。”
“這個(gè)問(wèn)題可以解決。”
張晴接過(guò)林夢(mèng)建模分析出來(lái)的數(shù)據(jù)結(jié)果，自信地說(shuō)道：“比如在第一內(nèi)壁的碳納米材料和液鋰增殖包層之間加多一層納米陶瓷材料做溫度緩沖，這樣可以得到更多的散熱時(shí)間。”
“納米陶瓷導(dǎo)熱性很差，溫度會(huì)在陶瓷層上面積累，隨時(shí)間的推移，陶瓷層的溫度還是會(huì)超過(guò)鋰的沸點(diǎn)溫度。”
這次是王院士提出否決意見(jiàn)，陶瓷材料他在托克馬克上面試驗(yàn)過(guò)，并不行。
“如果是多層呢？”
張晴把左手放在桌面上，右手重疊在上面，神情帶有點(diǎn)飛揚(yáng)：“碳納米材料——陶瓷層——碳納米材料——陶瓷層這樣的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，碳納米材料做快速散熱，陶瓷層做溫度緩沖，空間尺寸的問(wèn)題，我們可以把單層材料加工的薄一點(diǎn)......”
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