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学霸的黑科技系统(上)_晨星LL【完结】(741)

  “钼不行,”一瞬间便否定了这个提议,陆舟摇头道,“钼的耐热性能不错,但在中子辐照下会嬗变成放射性元素。”

  另一名研究员继续提议道:“钨呢?钨的耐热性能不错,嬗变产物是锇和铼,不存在放射性问题!”

  这次都不用陆舟开口了,李昌夏教授摇了摇头,“老生常谈的问题了。钨的耐热性是没毛病,但塑性太差。热应力会导致材料表面开裂……我在DIII—D实验室访学的时候,那里有个报告专题,专门讨论了这个问题。总之,用钨是不可能的。”

  实验室里再次陷入了沉默。

  这时候,一直目不转睛地盯着屏幕中数据的陆舟,忽然开口了。

  “如果无法将中子束挡在里面,我们为什么不考虑把它们放过去?”

  “放过去?”盛宪富微微愣了下,随即笑着摇了摇头,“放过去了我们还如何回收反应产生的中子?”

  回收DT聚变反应中产生的中子,是整个核聚变反应堆技术中的关键部分,毕竟氚资源的价格是氘的数万倍不止,不但论克卖,一克的成本更是高达30000美元(17年数据)。

  如果不能回收反应生成的中子,不但会造成大量的能量损失,更会因为氚流失而导致反应堆“停堆”。

  在理想情况下的聚变堆中,无论是氚还是中子,都是应该作为中间产物一样的东西保存下来的,最终产生的废料只有氦气以及热量。

  所以,将中子放走是不可能放走的,说什么也得把它留下来。

  听到盛宪富这句反问,陆舟淡淡笑了笑,继续说道。

  “放过它们,不等于将它们放走。理论上无论我们怎么设计第一壁的结构,都无法避免中子束对金属键的破坏。而偏偏金属的自我修复能力太差,更存在着难以解决的嬗变问题。”

  “因此,我们何不将第一壁设置成允许中子通过、且自我修复能力较强的材料,再在第一壁的后方用液态63锂回收中子。至于63锂的另一侧,则用一层铍金属包覆,用于反射穿透液锂层而未发生反应的中子。”

  这种设计就相当于将液态锂夹在第一壁和铍之间。

  盛宪富低着头思索了一会儿,觉得这个方法似乎是可行的,但总觉着哪里都存在问题。

  想了好一会儿,他从所能想到的问题中,挑出最明显的两个提了出来。

  “可是你说的这种允许中子通过、且自我修复能力较强的材料该上哪找去?即便将锂材料移到第一壁材料之后,我们依然无法解决中子辐射对结构材料的损伤。而且,就如你所说的,在第一壁之后回收氚素,我们又该如何将它从第一壁的背后搬运回反应堆中?”

  听到这两个问题,陆舟淡淡笑了笑说:“第二个问题其实不难解决,在液锂的工作温度下,无论是氚素还是氦素都以气态形式存在,并且两者是互不相溶的。”

  “我们只需要对整个液锂中子回收系统施加一个微弱的向上方向的力,就可以将生成的氚素搬运到整个系统的上方。”

  “再然后,我们只需要在整个系统的上方,对排出的‘气体’进行回收就行了。”

  生成的氚与作为废气的氦,则重新注入反应室内加热电离。至于如何将氦气从反应堆中排出,这就是偏滤器的工作了。

  至于是选用水冷偏滤器还是钨铜偏滤器或者其他偏滤器,这个到时候再看具体的需要进行选择便好。这一部分的技术虽然关键,但并非是无法解决的难点。

  说到这里,陆舟顿了顿,继续说道,“至于你说的第一个问题,这样的材料在合金中是找不到的。所以,我们干脆把金属整个抛弃掉好了!”

  在听到这句话的瞬间,不只是提出问题的盛宪富,包括李昌夏教授在内,实验室内的所有人都愣住了。

  抛弃金属材料?

  这……

  这也太前卫了点吧?

  “结构材料不用金属?”李昌夏教授诧异地看着陆舟,“那用什么?”

  难道用陶瓷?

  虽然有研究所这么试过,效果也还凑合,但致命的是,陶瓷的导热性能实在是太差了。

  如果无法将产生的热量从反应堆中带走,最终还是会出问题。

  “用碳,”停顿了片刻,陆舟用肯定的语气说道,“或者说得更准确点,用碳纤维复合材料!”

  这到不是陆舟突发奇想想出来的办法,在此之前他已经思考了很久,甚至于最早在螺旋石7—X研究所与克雷伯教授闲谈的时候,他便有在考虑了。

  碳核相对稳定,不易与中子发生反应,并且可以起到对中子束一定缓冲的作用,使得中子束在与液锂层接触时,不至于大多数中子束都直接将其击穿。

  而被碳纤维层减少的那一部分能量,则会以热能的形式放出,而凭借着其本身良好的导热性能,也能很轻松地将反应堆内部产生的热量导出。

  至于耐热性能,也完全没问题。

  在不接触空气和氧化剂时,碳纤维材料能够耐受3000度以上的高温,可以与钨的熔点媲美,完全符合第一壁材料的需要!

  环视了一眼实验室内的众人,陆舟开口说道:“将低活化金属材料从第一壁完全剔除,改用碳纤维作为第一壁材料以及主要结构材料,在中间层充填液锂,外层用铍包覆,反射中子。屏蔽层用石蜡和水以及碳化硼混合物,并由核电水泥包覆。如此一来,我们完全有希望解决氚滞留的问题!”


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