文明科學系統 第93章 難題

更新:11-11 02:00 作者:樹下螳螂 分類:科幻小說

    馬普實驗室的核心仿星器示意圖?

    在場所有人,包括為首的老人都被勾引起興趣。

    「之前王院士說馬普實驗室對仿星器第一內壁材料有了重大突破,這個結論可以說是,也可以說不是。」

    陸毅從張晴手中拿過筆記本電腦,連接上投影儀把屏幕投射出來。

    看到投影光幕上面的示意圖,在場核聚變的專家都愣了下,這個直達等離子體運轉軌道的缺口是什麼?

    等了會兒,似乎有人看懂了,眼中閃過一絲震驚,這時陸毅又接著說道:「第一次知道這種構造方案,是在馬普實驗室宣布啟動示範堆建設的時候。

    那時兩位從馬普實驗室挖過來的工程師跟我們說,馬普實驗室一直有這個備選方案,後續我讓明日集團那邊動用西歐的資本關係,經過這段時間的努力最終獲取了這一份具體資料。

    當然,能這麼容易獲得這麼高機密的資料,或許也跟他們沒有把這份資料太過重視的原因有關。

    因為這個設計結構就算公開,全世界能實現的國家也沒幾個,具備實現條件又對仿星器有深入研究的,暫時就只有馬普實驗室和他們所在的德國。」

    「仿星器大概結構想必大家都有所了解,從等離子體運行的軌道從內到外依次劃分為,第一內壁、鋰增殖包層、冷卻層、屏蔽層、真空室、以及最外面的外磁場線圈,其中偏濾器也是工作在第一內壁。

    以前仿星器最大的難題,那是等離子體湍流無法預測,導致約束磁場的形狀無法等離子體完全契合。

    這導致在磁場邊緣區域,會有大量溫度超過億攝氏度的等離子體穿透磁場,形成恐怖等離子體輻照作用在第一內壁,引起第一內壁溫度快速上升等問題。

    後續等離子體湍流模型得到突破,優化控制方案讓約束磁場和等離子體得到比較完美的契合,這使等離子體輻照下降了百分之99以上。

    當然沒做到完美,也做不到完美,畢竟就算太陽不能完美束縛住所有等離子體。

    不過等離子體輻照下降了百分之99以上,這也意味這個問題得到解決具備了商業化的標準,那麼仿星器還剩下的問題就是中子輻照、氚滯留、氚增殖再循環回收等幾個主要難題。


    現在可控核聚變採用的都是氘氚聚變,氘可以在海水中提取,地球含量很大。

    氚因為半衰期只有2年,自然界中幾乎不存在,只能通過中子和鋰反應獲得,這樣的情況使得氚素極其稀少和貴重。

    可控核聚變要想商業化,首先面對問題是要滿足氚的重複循環使用,通過氚氘聚變產生的中子和鋰反應進行氚的回收循環。

    要是這個鋰中子回收系統無法達到應用標準,那反應堆中的氚元素就會越來越少,最終停止聚變反應。」

    「這樣的話,陸教授你們對這些問題是不是有解決思路了?」

    坐在老人下首的能源局大佬有些好奇地提問。

    「思路有,但材料性能達不到。」

    陸毅搖了搖頭,接著道:「氘氚聚變,一個氚核和一個氘核聚變產生一個氦核外加一個蘊含4ev能量的高能中子,並釋放出7ev的能量。

    氘氚聚變釋放的中子能量太高了,強烈的中子輻照會引起內壁材料脫落乃至崩碎,捲入等離子體中引發重大安全事故。

    除了材料變性變脆,高能中子還會如同吹氣球般在材料中撞出一個個空泡,這些空泡會對中子和鋰反應產生的氚形成聚集滯留問題,影響到氚的循環回收。

    要想解決這些問題,第一內壁的材料就要進行突破,提高材料的抗中子輻照,減少空泡的產生,嬗變產物也要非放射性產物。

    另外因為內壁材料是直面高溫等離子體,這對內壁材料的耐熱性能,熱應力,散熱性能等又有了很高的要求。

    如果耐熱不好,內壁材料首先就不能承受離散等離子體輻照引起的高溫,如果熱應力不好,溫度一升高材料就會變性。

    如果不能及時散熱穩定溫度,一則能量積累會引起材料變性,二則增殖包層的鋰沸點溫度只有340攝氏度,高溫會直接引起鋰金屬發生汽化。

    這些苛刻的材料性能要求,就是仿星器目前的難題,世界上還沒有任何一種材料能滿足這些性能指標。」

    陸毅講



  
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