而其中,中子辐照和第一壁材料其实是一个大类,能一起解决的问题。
在可控核聚变技术中,d可控核聚变是各国目前认为最有希望能成功的一种。
但d可控核聚变,会在反应的过程中释放出来大量的中子束,对可控核聚变装置整体造成破坏,从而造成设备的使用寿命极大的缩短。
或许有人会说,既然d可控核聚变会释放中子束,那么换一种不释放中子束的聚变方式研究不就行了吗?
的确,在人类研究的可控核聚变中,除了d可控核聚变外,还有氚-氦3可控核聚变以及氦3*氦3可控核聚变。
氚-氦3可控核聚变释放中子很少,几乎不需要太多的防护,而氦3*氦3可控核聚变更是不释放中子。
那么人类为什么非要在“氚–氘”可控核聚变上一棵树上吊死,而不试试别的呢?
这就涉及到可控核聚变的原理,以及可控核聚变释放能量的量了。
其实要让原子核进行聚变,条件相当单一。
只要核聚变的反应物,也就是原子核的运行速度足够快,或者说它本身拥有的动能足够高,那么两颗原子核靠得足够近,聚变反应就有能发生了。
注意,这里是有可能发生,而不是一定会发生。
因为原子核也是自带自带核外电场的,它会排斥其他的原子核。
所以需要一定能量来帮助原子核接近其他原子核。
从这个角度来看,d聚变相对于氚-氦3聚变以及氦3*氦3更加有优势。
对于d可控核聚变来说,只要d或原子核动能超过10kev,聚变反应的发生概率就很可观了。
剩下的两种,无论是氚-氦3聚变还是氦3*氦3聚变,需要的能级更高
需要的能级更高只是一个问题,但伴随而来的,还有其他的问题。
比如需要的能级高了,那么对原子核其进行约束,则需要更强的力场以及更牛逼材料和技术。
所以d可控核聚变对于人类来说,才是最适合的,尽管它有中子,但它能的投入和收获是成正比。
10kev的能级对于人类来说,简直是九十九牛一毛。
以前家家户户的显像管电视机,也就是黑白电视都可以做到这一点。
黑白电视机内的高压包电压一般都可以30kv,可以轻松将d或原子核加速到30kev。
就像加速显像管内电子枪射出的电子束一样。
这样来说,粒子加速器完全是可以用于核聚变的。
因为只要10kev以上的d或原子核发生对心碰撞,两者距离接近至核力作用范围(10的负15次方米),d聚变反应就会发生。
粒子加速器能发生核聚变反应的确没错,但伴随而来的依旧核与核之间相斥的问题。
在粒子加速器中,射向靶的d原子核,会因为靶的原子核自带核外电场排斥、散射d原子核,从而造成并不是所有的d原子核都能命中标靶进行聚变的。
大约需要发生10000000(一千万次)散射,损失10000000(一千万)个加速后的d原子核后,才有可能发生1次d聚变。
如果用数学方式来计算,投入的能量是:10000000*10kev=100000ev。
而一次d核聚变诞生的能量则是:1*17.6ev=17.6ev。
由此可以知道,用粒子加速器来制造可控核聚变完全是入不敷出的方法。
虽然它可以产生聚变反应没错,但得不到聚变能。
人类发展可控核聚变技术,是需要从这种技术中获得能源的,而不是为了其投入大量能源的。
既然是这样,可能又有人会说,我将粒子加速器找到东西包起来,让d原子核不跑出去,让它一直在粒子加速器内转不就行了吗?
有人是这样想的,科学家也是这样想的。
而这个问题,就是人类至今为止一直都没有解决的问题。
d原子和在和原子核聚变时,会产生上亿度的高温,而人类找不到一种材料,可以包裹d核聚变是产生的上亿度高温。
即便是能用磁场来进行约束,还有d核聚变过程中产生的大量中子会对制造磁场的设备造成严重破坏。
这就是中子辐照问题。
紫笔文学