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491第一内壁辐照材料

仿星器的真空腔比托卡马克大,主要是为了防止高温等离子体象太阳一样出现耀斑。

那样会发生高温等离子体在短时间内释放出大量热量,释放出超过十倍的热流密度,来不及通过装置传导将热释放出去。

会导致材料的局部温度过高发生表面融化,或是热应力过大产生裂纹等,这类瞬态的热冲击才是比较令人头疼的。

有了完善的约束磁场后,还有一个棘手的问题,是中子辐射。

由于氘氚聚变生成氦,并放出一个中子,这个中子的动能达到14mev,而且这个中子不受磁场约束,会四处乱飞。

在它的轰击下,四周防护材料中的许多元素会发生核反应,嬗变成其他核素。

更麻烦的是有些核素是不稳定的,会进一步衰变持续放出辐射。

这样一来聚变反应无辐射污染产物的优势就会失去。

因些第一壁的材料必须是低活化材料,在嬗变后依然是稳定不衰变元素。

第一壁的工作温度在1000度以上,等离子体破灭的一瞬间更可达到二至三千度以上。

而且中子剂量预计超过100dpa,dpa是指每个原子被撞离正常位置的平均次数。

另外还可能要承受氘、氚、氦等离子的冲击,引起表面起泡脱落。

要解决这个问题很难,现在最好的方法是用钨金属元素,它的熔点达到了3400度以上,后面再加上液体降温,但是钨存在塑性差的缺点,难以持久。

4116年轩辕国为ItER制作过第一壁半圆型件,包含六根手指组成的3个手指对,符合ItER的要求。

但ItER只是个实验装置,它的高温等离子体只是计划维持时间400-600秒,与真正商业堆相差巨大,这个方案也被马锰纲实验后否决。

后来又选取了碳化硅和复合陶瓷材料等多种材料进行分析,许多都由外国反应堆实验过,被否决了,最后选取了五种材料。

其中有一种未知材料,它是根据张冲志提供的方法制造出来,其中有碳、硅,铼、锕、钨等元素组成,碳硅占比为95%,其他才占5%。

它通过特殊方法制造出来,然后再用一种碱性溶液浸泡,除去其中一些金属离子,形成一种与塑料硬度差不多的物质。

这种物质在通道显微镜下可以看到就像蜂窝结构,可以减少光辐射,但无法阻止中子从一面通过。

但是反过来从材料的另一面,又能阻止中子和其他物质通过。

抗热能力与陶瓷相当,达到3050度,而且几乎不吸收氘、氚、氦等元素。

根据上面的性质确定是很优秀的抗中子辐射材料,只是没有实验,无法确定效果怎样,这种材料被称为“金乌羽”。

4132年4月13日,张冲志给宋广涛和段成如打电话。

“张长官好,有什么事情吗?”宋广涛语气很客气,他等这个电话已有两个多月,又怕接到这个电话。

4132年的科研经费明显拨付的慢,而且大幅减少,这让他感到鸿盛凤凰仿星器的影响力。

他知道只有张冲志来做实验,这经费才会多拨付下来,所以他欢迎张冲志去。

又怕张冲志完成实验,或者建成凤凰核聚变反应堆,那他以后就会成为一个闲人。

不过他是一个有原则的人,很少为自己捞利益,争取的利益都是为了研究院。

张冲志说:“宋所长你好,我明天上午9点会带着五种材料去实验中子辐照实验,请你做好安排,可以吗?”

张冲志已经适应总指挥部长官的职务,说话办事在社会上也有了一定的官家作风,口气不像原来客客气气,还带有一种命令语气。

宋广涛听着心中有点别扭,可一想到对方的身份又释然,自己光看对方年轻,对方却是实实在在的大人物。

于是认真说:“请张长官放心,我们明天一定准备妥当,不会误事!”

张冲志听了很高兴,说:“那真是感谢,明天见!”

说完挂断电话。

接着又给西南核物理所的段成如所长打电话,段成如的地位与宋广涛相差悬殊,当然一口应下,保证随到随可进行实验。

第二天上午八点,张冲志带着马猛钢和邬金,再加上两名原研究所的人员,乘坐鸿盛专机直接离开墨城工业园飞往肥城高能物理研究所。

八点半就降落在其附近,八点三十五分到达研究所。

宋广涛带人迎接,进入研究所后,张冲志只喝了一碗茶水,就急忙来到的ASt实验室。

邬金取出三种第一辐照层,让研究所工作人员放入ASt内壁容易发生中子辐照的位置,然后开始启动氘氚实验。

实验很繁锁,工作人员早就进行过检查,所以放好抗辐照层后,先将内部抽成真空,接着向超导线圈加注液氮,让超导线圈成为超导体,检测完成后,开始启动。

IcRE射频系统,开始加热,同时注入1毫克氚和1毫克氘,很快从监控室内就可以看到ASt内部温度迅速升高到1亿度以上,亮起耀眼的白光。

只看电脑屏幕也让人不敢直视,这来自恒星的光线太强大了,仅仅运行了20秒,就马上停止了,时间再长就会对装置产生严重危害。

以前的记录是101秒,但是过后就是一次大修,让人想起来就肉痛,因为几百万玄元就扔进去了。

这次起动这么一次,也是几十万元的费用,过后需要修理几天。

在腔内温室降低后,穿着防辐射服的工作人员进去,将六块三个品种的抗辐照层取出来,张冲志直接让人用防辐射箱封存起来。

对宋广涛说:“谢谢宋所长和研究所的支持,所产生的实验费用马上上报,国家会给予拨付,我告辞了,下次再见!”

“哎,哎,下次再见!欢迎张长官和鸿盛工作人员常来!”心中滴着泪,口上还得客气,让宋广涛有点憋屈。

可是不支持不行,支持又有点养虎为患的感觉。

张冲志一行人赶到专机旁边,坐上专机又向西南方向飞去,目的地西南物理研究所。

又是半个小时,就到达西南,下飞机后已是下午四点钟,侯成如与张冲志一行人寒暄几句后,立刻来到h-m装置实验室。

装置早已检测完毕,邬金又拿出三种抗辐照射层分成6块,其中有圆球中那种被命名为“金乌羽”的材料。

又是一通抽真空、NbI加热束线开始加热,注入氘氚气体,很快恒星反应被点燃。

这次温度达到1.5亿度,最大程度坚持了5秒钟,就立刻停止了实验,这时h-m已受到较大的损伤,侯成如估计没有一个月的修复无法再用了。

几个小时后,内部温度冷却下来,辐射也达到安全值,工作人员穿着防辐射服进去将六块实验品取出来,用防辐射箱封存好。

时间已是晚上九点,侯成如让人准备好工作餐。

张冲志对实验很满意,就同意在研究所吃了一顿工作餐,这才于晚上十点离开西南,于晚上十一点钟回到墨城工业园。

很快张冲志一天用坏两个国宝级托卡马克装置的传言就传了出来,让人大跌眼镜,许多人都说太败家了。

也有人说是有钱人的任性!

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