,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,都是应该做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!”
至于选用什么样的碳纤维复合材料,如何解决碳纤维复合材料的自修复问题,这个课题会由金陵高等研究院的材料研究所负责研究。
虽然问题很严峻,但陆舟有希望解决!
李昌夏教授忍不住道:“这也太……”
他想说的是这也太匪夷所思了。
但这句话才说道一半,便被盛宪富打断了。
“不,说不准……这么做还真有希望!”
打断了李教授的话,盛宪富用食指不断地摩擦着下巴,眼中的神采愈发地明亮。
“我查阅过相关的文献,用碳纤维代替部分奥氏体钢和钨钢结构,在国际可控聚变领域是一条和纳米陶瓷同样被看好的技术路线!”
“不过用碳纤维复