而在實驗室的一側,還有着一間隔離實驗間。
在那裏面,掃描電鏡、金屬原位分析儀、質譜分析儀等設備正在分析着設備中的材料。
破曉聚變裝置第二次的極限實驗,創造的不僅僅是兩小時的高密度等離子體運行記錄,還有一次氘氚原料聚變點火運行實驗。
真正的氘氚原料聚變點火運行實驗,帶來的數據與價值,不是氦三與氫氣模擬高密度等離子體流運行能比的。
後者儘管同樣能在溫度、密度等方面接近前者,但終究是沒法發生聚變現象的。
而前者,哪怕僅僅只有一毫克的量,卻能做到真正的氘氚聚變釋放能量,釋放中子,提升等離子體的溫度,擾亂等離子體運行等等。
這些都是氦三與氫氣模擬運行所無法做到的。
尤其是第一壁材料的中子輻照損傷,這是可控核聚變中繼控制反應堆腔室中的高溫等離子體湍流的下一個世界難題。
第一壁的材料不僅僅要面對反應堆腔室中上億度的高溫氘氚等離子體,還要面對氘氚原料聚變過程中產生的中子束。
除此之外,第一壁材料可能甚至還要承擔氚自持的功能。
DT可控核聚變的兩種原料分別是氘和氚。
氘元素在地球上的含量巨大,光是海水中就蘊藏了大約40萬億噸的氘,製取也相對簡單很多。
但相比較氘來說,氚在地球上的存儲量就相當稀少了。
全球自然資源中的氚存量幾乎少到可以忽略不計了,自然界的存量只有3.5千克左右。
而目前各國對氚原料的存儲,所有的國家加起來也不超過二十五公斤。
一方面是氚會自主的發射β射線而衰變,半衰期僅有12.5年的短暫時間。
另一方面則是製備它一般都只能通過核反應。
目前在工業上製備氚,主要是利用反應堆的中子,採用鋰-6化合物做靶材,生產氚,然後利用熱擴散法,使氚富集至99%以上再收集保存。
而中子束不可控,再加上核裂變堆中產生的量也不大,所以產量很低。
因此在可控核聚變技術中,如何讓氚保持自持循環,同樣是相當關鍵的問題之一。
或許有人會覺得可以利用粒子加速器來加速中子轟擊鋰材料製造氚原料,但有這種想法的,老實說基本都是高中沒認真學習物理的。
中子不帶電子,加速器的磁場對它根本就沒任何作用。
要是磁場能約束中子,可控核聚變反應堆第一壁的材料也不至於那麼難找了。
好在氘氚聚變過程中會產生大量的中子,如果利用中子來轟擊鋰-6化合物靶材,在理論上是可以維持氚自持的。
而在上次破曉聚變堆的運行中,徐川就做了這樣的實驗。
在第一壁上面,他讓人安裝了鋰-6化合物靶材、鎢合金、鉬合金、石墨、碳複合材料、鈹合金等各種材料片。
其中鋰-6化合物靶材材料是用於測試在氘氚聚變過程中,釋放的中子是否真的能如同理論上一樣轟擊鋰材料產生足夠的氚原料。
而其他的材料,則是爲了尋找最合適的第一壁材料。
就目前而言,它能對大部分的材料,對絕大部分的金屬材料都產生極強的嬗變作用。
這不僅會破壞材料的結構,還會如同發泡劑一般,將材料變成極爲脆弱的泡沫。
想象一下,一塊和泡沫箱一樣厚的鋼鐵,被你用手輕輕一掰就碎成了渣子是什麼感覺?
可控核聚變反應堆中的中子輻照就能做到這一點。
事實上情況也正是如此,儘管上次破曉聚變裝置使用的氘氚原料只有一毫克,但在聚變過程中產生的中子依舊對這些部署在第一壁上的各種測試材料產生了不同程度的損傷。
不過值得高興的是,鋰-6化合物靶材在實驗過程中的確起到了對應的作用,氘氚聚變產生的中子束撞上它後產生了一些氚元素。
因此從理論上來說,利用鋰-6化合物靶材作爲反應物,解決氚自持這一難題從理論上來說是可以做到的。
這也算是一個重大的突破了。
畢竟在以往,可沒有哪個實驗機構或者研究機構能真實的做到利用實驗堆進行氘氚聚變反應測試中子+鋰材料合成氚原料。
他們這應該是第一次。
不過好消息有,但是壞消息更多。
那些安裝在第一壁材料上的各種對抗中子輻照的測試材料,損傷程度,比徐川計算中的要更高。
看電腦屏幕中的圖像,站在徐川身邊的另一邊材料學教授趙光貴輕輕嘆了口氣,道:“從實驗數據來看,問題比我們想象中要多不少。”
徐川望着電腦上的圖像,道:“再多也得一一解決不是麼?”
聞言,趙光貴嘆道:“話的確是這麼說,但咱們的麻煩可不少。而且咱們現在已經進入了一個新的領域,在可控核聚變這一塊,已經沒有其他的研究機構或實驗室能給我們提供經驗作爲參考了。”
聽到這話,徐川笑了笑,道:“參考其他人的經驗和思路的確能給我們提供很大便捷,但終究是在別人的路上走而已。在科研這方面,要想有所成就,終究是要有自己的想法和思路的。”
“偷懶的方式或許適合其他領域,但對於搞學術研究的我們來說,該怎麼做,怎麼解決問題,終究是需要我們的自己去獨立思考的。”
一旁,從水木大學那邊調過來材料學教授邢學興笑道:“能走在前面拓展邊界,這是每一個研究員和學者都希冀的事情。”
頓了頓,他將話題重新引回了實驗數據上:“不過趙教授說的也沒錯,咱們這次的麻煩可不少。”
“無論是氚自持還是各項抗中子輻照樣品材料的損傷,都遠低於實驗前的預料。”
“利用中子轟擊鋰靶材,的確可以做到生成氚元素。但生成量和我們收集到的量並沒有理論上那麼多。”
“一方面是腔室中聚變生成的中子束並沒有全都作用於鋰-6化合物靶材,它攜帶的能量太高,會直接擊穿靶材,導致反應的數量遠低於預期。”
“另一方面則是這些中子攜帶的能級太高,1.2億度溫度下,氘氚聚變釋放出來的中子束能級堪比中大型粒子對撞機了,這會對靶材和第一壁都造成極爲嚴重的影響。”