学霸的黑科技系统 第775节

盛宪富摇了摇头“不只是辐照损伤的问题，产氚增殖比也实在是太低了。而且最关键的问题还不是在回收本身上。中子束携带的能量太高，往往不是和表面的63li发生反应，而是在包层材料的内部乱窜，就算生成了我们需要的氚素也被留在了材料的内部，根本放不出来。”

携带着14v能量的中子就像一颗炮弹，在它的面前一切金属键都像玩具一样不堪一击。

并且，穿透第一壁的中子还不仅仅只是在第一壁上打个孔那么简单，它会像吹气球一样在第一壁材料的内部形成空腔，最终导致第一壁材料整体的肿胀、脆化、甚至是表面材料脱落，从而造成严重事故。

而这也是裂变反应堆包层材料，无法直接拿到聚变堆中使用的主要原因之一。

两者材料在抗辐照损伤的标准上，差了整整两个数量级。

到现在为止，他们的研究已经进入了未知的领域，而这也意味着，再也没有前人的经验可供参考了。接下来该怎么做，怎么解决这些问题，全得依靠他们自己去思考。

思索了片刻之后，李昌夏教授试着提议道“结构材料改用钼怎么样？”

“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。