大國院士 第三百九十二章 第一壁材料！
聽完徐川的話語，眾人思索了起來。
可控核聚變反應堆腔室中的第一壁材料，目前無論是在華國也好，還是米國，亦或者歐盟等地方，主要考慮的材料還是金屬與合金。
第一壁，就是需要直接面對核反應堆熱輻射和高溫粒子風的設備內壁。
同時為了能夠利用核聚變反應來發電，還必須要把核聚變產生的熱輻射和離子風給轉變成電能才行，這個把熱輻射和粒子風給轉變成電能的設備也要有第一壁做保護。
而除了中子束輻射、氘氚氦等各種高能粒子的衝擊外，第一壁材料還得承受高溫。
儘管反應堆腔室中高溫氘氚等離子體是處於磁場的約束中的，並不與第一壁材料接觸，但第一壁材料所面對的，仍然是數千度的高溫。
並不是每一種材料都能耐這種程度的高溫的，相對比其他的材料，金屬材料的性質毫無疑問更適合。
這也是目前第一壁材料的主流是金屬與合金材料的主要原因。
但現在眼前這位，卻告訴他們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看看。
這不由的讓眾人沉思了起來。
.......
思索了一下後，水木大學的材料教授邢學興抬頭問道：「如果拋開金屬的話，能選擇的材料就不是很多了。」
「在前幾個月的時候，我參加了一場歐洲那邊的國際材料交流會，會議上和人聊過可控核聚變第一壁的材料，歐洲那邊似乎在研究用陶瓷材料做第一壁材料的可行性。」
「而且國際上也有一些研究機構比較看好使用納米陶瓷材料，這是一條新路線。或許咱們也可以嘗試一下？」
徐川搖了搖頭，道：「陶瓷恐怕同樣行不通。」
「陶瓷材料的耐高溫性能和對抗中子輻照的性能雖然還不錯，能用。但陶瓷的導熱性太差了，如果無法將第一壁積累的熱量從反應堆中帶走，最終還是會出問題的。」
「石墨烯或者碳納米材料如何？」一旁，趙光貴思考了一會後開口問道：「如果從耐熱性方面考慮，碳材料在無氧環境下能達到三千五百度以上，超越了絕大部分的金屬材料。」
「同時一些碳材料的導熱性能也很不錯，比如石墨烯，石墨烯的導熱性就很優秀，有利於表面熱量的導出。」
「我查閱過相關的文獻，用碳纖維代替鎢鉬等合金材料，在國際可控聚變領域是一條和納米陶瓷同樣被看好的技術路線。」
「甚至部分研究所已經在嘗試開始使用碳納米材料來代替部分金屬材料作為第一壁的內壁結構了。」
徐川思索了一下，回道：「碳材料倒是可以考慮一下。」
「你說的沒錯，在不接觸空氣和氧化劑時，一些碳材料能夠承受三千度以上的高溫。在耐高溫這點，碳材料可以與鎢的熔點媲美，符合第一壁材料的需要。」
「但是如果應用到可控核聚變反應堆上的話，碳材料在高溫下也有個致命的缺點。」
聞言，其他人紛紛看了過來。
徐川笑了笑，接著道：「別忘了dt可控核聚變的燃料主要是氘和氚，它倆都是氫的同位素，具有氫的化學性質。」
「這兩種物質的高溫等離子體，一旦撞上碳材料，很容易被碳給吸收掉，除了有吸附作用以外，還有化學作用，把碳變成有機物。」
「不僅僅會改變材料的性質，影響第一壁性能的發揮的同時，也會消耗核聚變的燃料，降低核聚變的效率，尤其是對於昂貴且具有放射性的氚元素的吸收，是我們很不希望看到的。」
「畢竟本來氚就不夠，就稀缺，如果再被第一壁材料吸收了，我們的麻煩就大了。」
「不過碳納米材料的確可以考慮一下，拋開這個致命的缺點來說，碳納米材料理論上來說其實很適合。」
頓了頓，徐川抬頭看向趙光貴，笑道：「至於這個缺點如何去解決，這個問題就交給趙教授你了。」
「後續趙教授你這邊帶領一個小組專門研究一下吧，這或許是一條可行的路。」
聞言，趙光貴愣了一下，隨即臉色一喜，激動了起來：「我會盡全力的！」
能在可控核聚變這種超級工程中獨立率領一個項目小組，這可謂是一個偌大的機緣。
有這份經歷，以後無論去哪裡工作，都是會被搶著要的。
而且在這裡搞研究，並不用擔心科研經費的問題。
有眼前這位大老在，經費就不是問題。
當然，這並不代表他能隨意的揮霍經費什麼的，也沒辦法將經費揣進自己的兜里，但至少，在研究試錯、探索新路線等方面，不用操心經費會因長久沒有成果而中斷。
搞學術，大部分都還是講情懷講夢想的。
誰不想發幾篇頂級的sci期刊呢？誰不想自己做出來個青史留名的研究成果呢？
徐川沒太在意這些，笑了笑，鼓勵道：「加油吧。哪怕這條路沒法探索出來，也希望你能在碳納米材料上摸索出一些有用的東西。」
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一旁，趙鴻志好奇的問道：「徐院士，拋開納米陶瓷和碳納米材料外，你的選擇是什麼？」
聞言，其他人也紛紛看了過來，好奇徐川的選擇到底是什麼。
畢竟在這位大老否決掉金屬材料、納米陶瓷和碳納米材料後，第一壁材料留下的選擇空間就幾乎沒多少了。
徐川笑了笑，道：「老實說我並沒有什麼選擇合適的材料路線，不過針對除了中子輻射外的其他的輻射，我倒是可以想辦法解決。」
「？？？？」
實驗室中，不少人一臉的問號，但很快，就有人反應了過來。
水木大學的材料教授邢學興一臉感興趣的問道：「是前兩年徐院士您用於核廢料發電上的『核能β輻射能聚集轉換電能』技術？」
在加入棲霞可控核聚變工程前，他對於眼前這位年輕至極的大老做過一些了解。
拋開他在數學物理天文這些理論上的成果來說，這位大老在材料學領域的成果也可以說是國內的巔峰。
其他人可能沒多少感覺，畢竟在理論方面諾貝爾獎、菲爾茲獎、七大千禧年難題等名頭實在太大了。
但作為核能材料領域的他，怎麼可能對那種能解決核廢料的技術沒感覺？
核廢料可是世界頂級難題，自從核能被利用起來，核輻射就是個讓各國都無比頭大的問題。
如果不是眼前這位前兩年創造的奇蹟，恐怕現在華國還在如何為越來越多的核廢料頭疼。
當然，他也只是清楚有這麼一項技術能解決輻射難題，具體到底是怎麼樣的並不知道。
畢竟這是『核能β輻射能聚集轉換電能機制』技術的核心，嚴格保密的東西。
.......
聽到邢學興教授的話，徐川輕笑著點了點頭，道：「沒錯。在『核能β輻射能聚集轉換電能機制』技術中，有一項專門用於構造材料的技術，叫『原子循環』。」
「各種輻射的危害在於超強的電離能力，能破壞傳統材料的晶界、結構等性質，會導致材料脆化、弱化失去特性等。
「但如果有一種材料的晶界結構修復速度能跟上核輻射的電離能力呢？那麼是不是就能意味著它能完美的攔截住各種輻射？」
「『原子循環技術』就是基於這樣的理論建立的起來的。」
「通過這項技術構造出來的材料，能在遭受到輻射破壞，晶界被電離後迅速完成自我修復，重新凝結成穩定的晶界結構。」
「我想，如果找到一種合適的材料，再通過這種技術構造出來，應該是能充當第一壁材料面對高溫等離子體的各種輻射和高能粒子的。」
三年前他回國的時候，就想過了在可控核聚變這條道路上該怎麼走了。
回國後接手的第一個項目，一方面的確是解決了核廢料難題，另一方面，未嘗不是在為可控核聚變鋪路。
『原子循環』與『輻射晶構』這兩項技術，用在可控核聚變反應堆腔室中的第一壁理論上來說是完全沒問題的。
邢學興感興趣的思索了一下，道：「我之前了解過一些核廢料方面的東西，從理論上來說，能夠處理高濃度核廢料輻射難題的材料，應用在第一壁上應該是沒問題的。」
「當然，利用你說的這項技術合成的材料的選擇方面需要考慮。至少在溫度、抗粒子衝擊等方面需要注意。」
頓了頓，邢學興接著好奇的問道：「輻射和高能粒子的衝擊可以被吸收搞定，那中子束和中子輻照呢？」
「要知道第一壁材料面對的最強難題就是中子輻照，攜帶強能量的中子輻照能破壞所有材料的結構，甚至會造成空腔結構，導致第一壁材料整體的腫脹脆化等問題。」
「我想，你這種技術應該沒法吸收中子吧？至少大規模的吸收是不可能的。」
「畢竟中子在可控核聚變中還有用，如果吸收了，氚自持就沒法完成了。」
「所以中子你該怎麼處理？」
.......
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