大国院士 第三百九十一章:好消息和坏消息(2/3)

看电脑屏幕中的图像,站在徐川身边的另一边材料学教授赵光贵轻轻叹了口气,道:“从实验数据来看,问题比我们想象中要多不少。”

徐川望着电脑上的图像,道:“再多也得一一解决不是么?”

闻言,赵光贵叹道:“话的确是这么说,但咱们的麻烦可不少。而且咱们现在已经进入了一個新的领域,在可控核聚变这一块,已经没有其他的研究机构或实验室能给我们提供经验作为参考了。”

听到这话,徐川笑了笑,道:“参考其他人的经验和思路的确能给我们提供很大便捷,但终究是在别人的路上走而已。在科研这方面,要想有所成就,终究是要有自己的想法和思路的。”

“偷懒的方式或许适合其他领域,但对于搞学术研究的我们来说,该怎么做,怎么解决问题,终究是需要我们的自己去独立思考的。”

一旁,从水木大学那边调过来材料学教授邢学兴笑道:“能走在前面拓展边界,这是每一个研究员和学者都希冀的事情。”

顿了顿,他将话题重新引回了实验数据上:“不过赵教授说的也没错,咱们这次的麻烦可不少。”

“无论是氚自持还是各项抗中子辐照样品材料的损伤,都远低于实验前的预料。”

“利用中子轰击锂靶材,的确可以做到生成氚元素。但生成量和我们收集到的量并没有理论上那么多。”

“一方面是腔室中聚变生成的中子束并没有全都作用于锂-6化合物靶材,它携带的能量太高,会直接击穿靶材,导致反应的数量远低于预期。”

“另一方面则是这些中子携带的能级太高,1.2亿度温度下,氘氚聚变释放出来的中子束能级堪比中大型粒子对撞机了,这会对靶材和第一壁都造成极为严重的影响。”

徐川思索了一下,道:“第一个问题倒还好解决,大不了可以将靶材的厚度提升一些。另外可以做成全覆盖式,整体将反应腔室包裹起来,这样一来中子束就不是浪费。”

“至于第二个......就有点麻烦了。”

可控核聚变不是核裂变,核裂变的温度是远比不上核聚变的。

哪怕是大当量的核弹爆炸,中心温度顶天也就百万摄氏度级别。

当年投放在广岛的小男孩,爆炸核心区域的温度只有六千多度。对比之下,这个数值在可控核聚变中简直不值一提。

六千多度,这个数据连破晓聚变装置运行的等离子体温度的零头的零头都不够。

而核弹爆炸的温度都只有这样,那么利用核裂变效应发电的核电站温度就更低了。

因此绝大部分能用在核裂变反应堆上的对抗辐照材料,根本就无法用于可控核聚变反应堆上。

不仅仅是用于氚自持的锂靶材在实验过程中受到了损伤,其他部署于第一壁的实验材料,也同样有损伤。

一旁,赵光贵试探着开口道:“将聚变温度降低一些如何?”

“氘氚聚变的温度在一千两百万度左右就可以发生,一点二亿度,这翻了整整十倍了。”

“虽然降低温度会影响氘氚等离子体的活跃性,进而影响到聚变数量和产生的能量。但牺牲一部分热量和能量换取第一壁材料的稳定并不是不可取的。”

徐川想了想,摇摇头道:“可行性不大。”

“热运动虽然可以使中子发生非弹性碰撞,热运动速度越高,对物质的影响就越大,但聚变堆中的中子束的能级并不单单来源于温度。”

“它的主要来源是氘氚原子核聚变时产生的能量推动,每个氘氚原子核聚变都会产生一个14.1MeV的中子,这部分在高能物理上是注定的,而降低温度只是消减了一部分外力而已。”

赵鸿志点了点头,道:“嗯,从这方面来看,降低温度从而减小中子对第一壁材料的破坏基本不大可能了。”

“而从中子辐照后的材料分析数据来看,钼、钨、石墨烯这些材料在第一阶梯,受中子辐照的影响较小,奥式钢、陶瓷这些在第二阶梯、其他的更差。”

一旁,水木大学的邢学兴教授摇摇头道:“钼不行,这个水木那边之前有做过研究,钼在接受中子辐照的时候会嬗变成放射性元素。至于钼合金的话,就需要更多的尝试了。”

“倒是钨,钨合金可能还有点希望。目前ITER和EAST那边的第一壁材料都采用的钨合金,耐热性能不错,嬗变产物是锇和铼,不存在放射性问题。”