第三百九十一章：好消息和壞消息
“一方面是腔室中聚變生成的中子束並沒有全都作用於鋰-6化合物靶材，它攜帶的能量太高，會直接擊穿靶材，導致反應的數量遠低於預期。”
“另一方面則是這些中子攜帶的能級太高，1.2億度溫度下，氘氚聚變釋放出來的中子束能級堪比中大型粒子對撞機了，這會對靶材和第一壁都造成極爲嚴重的影響。”
徐川思索了一下，道：“第一個問題倒還好解決，大不了可以將靶材的厚度提升一些。另外可以做成全覆蓋式，整體將反應腔室包裹起來，這樣一來中子束就不是浪費。”
“至於第二個......就有點麻煩了。”
可控核聚變不是核裂變，核裂變的溫度是遠比不上核聚變的。
哪怕是大當量的函爆炸，中心溫度頂也就百萬攝氏度級別。
當年投放在廣島的男孩，爆炸核心區域的溫度只有六千多度。對比之下，這個數值在可控核聚變中簡直不值一提。
六千多度，這個數據連破曉聚變裝置運行的等離子體溫度的零頭的零頭都不夠。
而函爆炸的溫度都只有這樣，那麼利用核裂變效應發電的虹站溫度就更低了。
因此絕大部分能用在覈裂變反應堆上的對抗輻照材料，根本就無法用於可控核聚變反應堆上。
不僅僅是用於氚自持的鋰靶材在實驗過程中受到了損傷，其他部署於第一壁的實驗材料，也同樣有損傷。
一旁，趙光貴試探着開口道：“將聚變溫度降低一些如何？”
“氘氚聚變的溫度在一千兩百萬度左右就可以發生，一點二億度，這翻了整整十倍了。”
“雖然降低溫度會影響氘氚等離子體的活躍性，進而影響到聚變數量和產生的能量。但犧牲一部分熱量和能量換取第一壁材料的穩定並不是不可取的。”
徐川想了想，搖搖頭道：“可行性不大。”
“熱運動雖然可以使中子發生非彈性碰撞，熱運動速度越高，對物質的影響就越大，但聚變堆中的中子束的能級並不單單來源於溫度。”
“它的主要來源是氘氚原子核聚變時產生的能量推動，每個氘氚原子核聚變都會產生一個14.1mev的中子，這部分在高能物理上是註定的，而降低溫度只是消減了一部分外力而已。”
趙鴻志點零頭，道：“嗯，從這方面來看，降低溫度從而減中子對第一壁材料的破壞基本不大可能了。”
“而從中子輻照後的材料分析數據來看，鉬、鎢、石墨烯這些材料在第一階梯，受中子輻照的影響較，奧式鋼、陶瓷這些在第二階梯、其他的更差。”
一旁，水木大學的邢學興教授搖搖頭道：“鉬不行，這個水木那邊之前有做過研究，鉬在接受中子輻照的時候會嬗變成放射性元素。至於鉬合金的話，就需要更多的嘗試了。”
“倒是鎢，鎢合金可能還有點希望。目前iter和east那邊的第一壁材料都採用的鎢合金，耐熱性能不錯，嬗變產物是鋨和錸，不存在放射性問題。”
徐川搖了搖頭，道：“鎢大概也行不通。”
“鎢的耐熱性和嬗變產物都沒什麼問題，但是它的物理塑性和熱膨脹係數的差異，以及熱應力的積累等問題，會導致材料內部產生裂紋。”
“這對於可控核聚變反應堆來是致命的。”
聽到徐川否決鎢合金，實驗室中又陷入了沉默。
第一壁的材料問題的確很麻煩，麻煩到目前全世界都找不出來一種合適的。
畢竟在可控聚變堆中，第一壁材料受到等離子體中發射出來的高能中子、電磁輻射和高能粒子的強烈作用。
一個商用的託卡馬克反應堆，理論上來，一般中子壁負荷至少要達到5m\/m2以上。
中子壁負荷是一個與聚變堆的功率密度有關的設計指標，數值上等於單位面積的第一壁材料上的聚變中子源強度與中子能量的乘積。
而絕大部分的耐熱材料，在面對這些極端嚴苛的屬性挑戰時，根本就達不到要求。
不過話又回來，這個問題真要那麼容易解決，也不至於留到現在了。
畢竟可控核聚變是全世界有能力搞都會搞的東西，裏面的各種技術難題，材料問題肯定都討論過無數次了。
盯着電腦顯示屏上的數據，徐川沉思了一會後開口道：“我覺得，第一壁的材料選擇，或許我們要改變一下思路。”
聞言，實驗室中的其他人都看了過來。
趙鴻志問道：“怎麼？”
徐川思忖了一下，組織了一下語言後開口道：“每個d-t聚變都會產生一個14.1mev的中子。由於中子不帶電，無法用磁場約束，會直接轟擊到第一壁材料上產生損傷。”
“14.1mev是個很大很大的能量，要知道材料中束縛原子的都是各種化學鍵，其鍵能大約在1~10ev之間。”
“也就是，一個14.1mev的中子所攜帶的能量，足以破壞上百萬個普通的化學鍵，這無疑會對材料造成難以恢復的損傷。”
“而在聚變堆裏，高能中子就像一顆顆射向材料的子彈，不斷的撞擊金屬原子，打斷其周圍的化學鍵，迫使原子離開原來的位置，從而破壞規整的原子排布。”
“如果是單純的要抵抗中子的話，或許使用鈹金、石墨、石墨和鈾238這些材料製成的結構能做到，核裂變堆裏面不就是利用這些材料做中子反射的麼。”
“但放到可控核聚變反應堆裏面，就不行了。”
“原因很簡單，因爲我們需要中子來做氚自持，否則目前存儲的氚原料根本就無法支撐可控核聚變的商業化使用。”
“所以我個人覺得，與其在金屬材料中尋找一種抵抗材料，還不如將目光放在其他材料上試試？”
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