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很多人小時候都玩過一個遊戲。
過年的時候將鞭炮點燃,然後用一個盆蓋住鞭炮,但鞭炮炸的情況。
簡單的說,聚變堆就和這差不多,而第一壁材料,就是那個盆。
第一壁材料有兩個核心問題,高能中子輻照和以及高通量氘氚(等離子體轟擊。
在高能中子輻照方面。
目前研究的基本上是最容易實現的D-T聚變:每個D-T聚變都會產生一個14.1MeV的中子。由於中子不帶電,無法用磁場約束,會直接轟擊到第一壁材料上產生損傷。
每個D-T聚變都會產生一個14.1MeV的中子。由於中子不帶電,無法用磁場約束,會直接轟擊到第一壁材料上產生損傷。
14.1MeV是個很大很大的能量,要知道材料中束縛原子的都是各種化學鍵,其鍵能大約在1-10eV之間。
也就是說,一個14.1MeV的中子所攜帶的能量,足以破壞成百上萬個普通的化學鍵,這無疑會對材料造成難以恢復的損傷。
在聚變堆李,高能中子就像一顆顆射向材料的子彈,不斷的撞擊金屬原子,打斷其周圍的化學鍵,迫使原子離開原來的位置,從而破壞整的原子排布。
原子被擊跑了,原來的地方自然就留下一個空位,一個個這樣的坑在材料內部積累聚集起來,就變成了大的孔洞。
另外,被擊跑的原子並不會小時,而是會透過各種方式擴散到材料表面上去。原子不斷的從中心往表面轉移,材料就慢慢的像空心泡沫一樣腫脹起來,這種尺寸的變化對正常服役的材料是致命的。
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