第93章 难题

　　马普实验室的核心仿星器示意图？

　　在场所有人，包括为首的老人都被勾引起兴趣。

　　“之前王院士说马普实验室对仿星器第一内壁材料有了重大突破，这个结论可以说是，也可以说不是。”

　　陆毅从张晴手中拿过笔记本电脑，连接上投影仪把屏幕投射出来。

　　看到投影光幕上面的示意图，在场核聚变的专家都愣了下，这个直达等离子体运转轨道的缺口是什么？

　　等了会儿，似乎有人看懂了，眼中闪过一丝震惊，这时陆毅又接着说道：“第一次知道这种构造方案，是在马普实验室宣布启动示范堆建设的时候。

　　那时两位从马普实验室挖过来的工程师跟我们说，马普实验室一直有这个备选方案，后续我让明日集团那边动用西欧的资本关系，经过这段时间的努力最终获取了这一份具体资料。

　　当然，能这么容易获得这么高机密的资料，或许也跟他们没有把这份资料太过重视的原因有关。

　　因为这个设计结构就算公开，全世界能实现的国家也没几个，具备实现条件又对仿星器有深入研究的，暂时就只有马普实验室和他们所在的德国。”

　　“仿星器大概结构想必大家都有所了解，从等离子体运行的轨道从内到外依次划分为，第一内壁、锂增殖包层、冷却层、屏蔽层、真空室、以及最外面的外磁场线圈，其中偏滤器也是工作在第一内壁。

　　以前仿星器最大的难题，那是等离子体湍流无法预测，导致约束磁场的形状无法等离子体完全契合。

　　这导致在磁场边缘区域，会有大量温度超过亿摄氏度的等离子体穿透磁场，形成恐怖等离子体辐照作用在第一内壁，引起第一内壁温度快速上升等问题。

　　后续等离子体湍流模型得到突破，优化控制方案让约束磁场和等离子体得到比较完美的契合，这使等离子体辐照下降了百分之99以上。

　　当然没做到完美，也做不到完美，毕竟就算太阳不能完美束缚住所有等离子体。

　　不过等离子体辐照下降了百分之99以上，这也意味这个问题得到解决，具备了商业化的标准，那么仿星器还剩下的问题就是中子辐照、氚滞留、氚增殖再循环回收等几个难题。

　　现在可控核聚变采用的都是氘氚聚变，氘可以在海水中提取，地球含量很大。

　　氚因为半衰期只有12年，自然界中几乎不存在，只能通过中子和锂反应获得，这样的情况使得氚素极其稀少和贵重。

　　所以可控核聚变要想商业化，首先面对问题是要满足氚的重复循环使用，通过氚氘聚变产生的中子和锂反应进行氚的回收循环。

　　要是这个锂中子回收系统无法达到应用标准，那反应堆中的氚元素就会越来越少，最终导致停止聚变反应。

　　氘氚聚变，一个氚核和一个氘核聚变产生一个氦核外加一个蕴含14MeV能量的高能中子，并释放出17.6MeV的能量。

　　氘氚聚变释放的中子能量太高了，辐照在第一内壁材料中会使材料在原子层面引起材料变性，最终如同脱落的墙壁般发生崩碎，卷入等离子体中引发重大安全事故。

　　同时高能中子还会如同吹气球般在材料中撞出一个个空泡，这些空泡会对中子和锂反应产生的氚形成聚集滞留问题，影响到氚的循环回收。

　　要想解决这些问题，第一内壁的材料就要进行突破，提高材料的抗中子辐照，减少空泡的产生，嬗变产物也要非放射性产物。

　　另外因为内壁材料是直面高温等离子体，这对内壁材料的耐热性能，热应力，散热性能等又有了很高的要求。

　　如果耐热不好，内壁材料首先就不能承受离散等离子体辐照引起的高温，如果热应力不好，温度一升高材料就会变性。

　　如果不能及时散热稳定温度，一则能量积累会引起材料变性，二则增殖包层的锂沸点温度只有1340摄氏度，高温会直接引起锂金属发生汽化。

　　这些苛刻的材料性能要求，就是仿星器目前的难题，世界上还没有任何一种材料能满足这些性能指标。”

　　陆毅讲解的很仔细，语句通畅清晰的把目前仿星器遇到的问题说了出来，在场的人听的也很认真。

　　随陆毅讲完，在场的核聚变领域的专家不说，原本对这些技术细节问题不是太懂的能源局大佬和那位老人，心里面对仿星器当前的难题也有了清晰的概念。

　　“仿星器问题，说白就是材料问题。”

　　陆毅把屏幕上的示意图放大，说道：“第一内壁的材料问题困扰了我们，当然也困扰了马普实验室。

　　他们这次是采用一个取巧的办法解决了这个问题，很不巧的是这个取巧办法我们还用不了。

　　把陶瓷材料加工制作成链网结构，然后在仿星器上面开一个口伸进去，它就如同一张织布般环绕包裹住等离子体运行轨道，承受了等离子体辐照能量再出来。

　　原本在螺旋石7-X仿星器中，他们使用的是一个2毫米陶瓷夹层。

　　但这次示范堆所有一切都是重新设计制造，可以事先预留更多空间，所以他们这次采用了两层2毫米陶瓷夹层。

　　无机非金属的陶瓷材料的中子穿透性很好，这使得它们不会阻挡中子，从而影响氚的循环回收。

　　另外陶瓷材料导热性能差的特性，这原本是陶瓷材料被作为第一内壁材料淘汰掉的因素，但现在却成为它的优点，可以吸收承受更多的热量聚集在它内部，把更多的热量运输出外面。

　　通过这一份示意图的设计数据我们大概计算了，经过前面两层陶瓷活动夹层的阻挡和热量带走，可以使第一内壁的工作温度下降到500到600摄氏度之间。”

　　“500到600摄氏度？”

　　在场的王院士和张教授等几位核聚变专家都不由惊呼出声，他们明白这个温度意味了什么。


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