第五百零二章 关键一环
第501章关键一环
黄修远笑着说道:“我想到了一个解决中子照射的方法。”
“额?”陈文东博士一脸诧异,他还以为是关于正负电子的发现,却没有想到,是中子照射的问题。
不过转念一想,他也反应过来了:“中子照射?您是想通过阳电子将中子变成质子?”
在场众人都是高能物理的顶尖学者,自然知道中子和质子是可以相互转化的。
而阳电子和中子结合,恰恰可以形成质子,唯一需要考虑的问题,就是两者的结合概率,以及中子的速度和能量。
核聚变不同于核裂变,核裂变产生的中子,绝大多数都是速度比较慢,含能比较低的快中子,可以通过减速剂转变成为慢中子(又叫热中子)。
但是核聚变的快中子,是蕴含的能量,是核裂变快中子的十几倍,这种高能快中子,超出了目前材料的可承受范围。
将裂变堆的内壁材料,其抗中子照射能力设定为1,那么聚变堆的内壁材料,需要的抗中子照射能力,需要达到100以上。
别说达到100了,以为目前正处于实验阶段的快中子裂变堆来计算,该级别的裂变堆内壁材料,其抗中子照射能力,也仅仅可以达到15左右。
距离100这个大关卡,还差了十万八千里。
而快中子裂变堆的抗中子能力,其实已经到达了目前材料界的极限。
至少分子—原子级别的材料,是没有办法扛住高能快中子的长期照射的,除非人类可以发明中子简并态材料,用简并态材料硬抗高能快中子。
可简并态材料需要的技术和理论,比可控核聚变还要难几个量级,给人类多一两百年时间,都不一定可以摸到简并态材料的入门门槛。
而现在,黄修远的突发奇想,给众人带来了另一条解决思路。
中子难以控制,那是因为它们不带电,很难被静电场、磁场控制,如果可以将中子转变成为质子,那就可以通过静电场或者磁场进行控制。
黄修远思考了一会,说出了自己的想法:“我们需要验证这个方案。”
“我同意,如果阳电子真的可以将高能快中子转变成为质子,那可控核聚变真的指日可待了。”陈文东也跃跃欲试。
黄修远并没有着急着实验,而是封锁消息,然后让一众知情人,全部前往蜀省巴中市的核聚变研究基地。
紧接着又迅速安排了实验需要的大量设备,将这些设备物资,全部运输到巴中市。
前前后后,忙碌了四个多月。
直到10月21日,巴中的核聚变研究基地内,黄修远通过替身机器人来到这里。
而国内在核聚变领域的大牛们,也来到了现场,观摩这一次实验。
化肥等离子体研究所的李建刚院士、徐国盛博士,还有西南核能研究所的几个院士,都在现场小声的讨论着。
“修远,你认为成功率有多少?”李建刚院士谨慎的问道。
黄修远解释道:“只要阳电子的密度足够大,就算是高能快中子,也无法逃出这五指山,关键是代价问题。”
“那倒也是,如果输出功率小于输入功率,那就得不偿失了。”李院士点了点头,接着说道:“不过总是要尝试一下。”
面积达到4万平方米的实验室,布置了两台多重尾场加速器、一台8字型的磁场束缚器、一台中子源发生器,以及其他各种辅助设备。
“各就各位,实验开始。”
一声令下,各个设备有条不紊的启动。
尾场加速在真空腔中不断制造阳电子,然后这些阳电子被静电场送入8字型磁场束缚器中。
随着时间推移,磁场束缚器中的真空管内,布满了密集的阳电子,而且这种阳电子在强磁场的加速下,以极快的速度,在真空管内流动着。
“报告,阳电子密度和速度到底预定数值。”
“开始准备发射中子,能级1。”
“收到。”
很快中子源发生器中,一股能级相当于普通裂变堆快中子的中子流,冲入充满阳电子电浆的真空管中。
刹那间,中子流被密集的阳电子淹没。
在中子源发生器的周围,那密布的探测器,却没有推出的中子信号。
黄修远盯着数据,时间一分一秒过去,中子源发生器源源不断发射着快中子,周围没有检测到一丝中子信号。
而真空管底部的偏滤器,却开始分离出一些氕,显然是被转化出来的质子,相互组合形成了氕。
“暂停实验。”
整套系统停下来检查。
而观摩区内,一众专家学者也兴奋地讨论起来。
看完第一次实验数据后,李院士面露喜色的说道:“修远,看来你的想法成功率非常高。”
“最后结果没有出来之前,我也不敢打包票。”黄修远并没有太得意忘形,毕竟现在测试的中子能级,只有核聚变快中子的1/14左右。
或许有人会想,为什么不干脆用正负电子湮灭,制造反物质能量反应堆。
这个想法要实现,前提是可以高效低能耗的制造阳电子,问题是现在阳电子和负电子湮灭产生的能量,是生产阳电子能量的43%左右。
如果加上湮灭化的能量再转换,这笔买卖要亏到姥姥家去了。
这相当于拿10块钱的电,制造了3块钱的电,直接血亏7块钱。
非常有天然的阳电子源,比如太阳,才有可能保证不亏本,不然还是乖乖的搞可控核聚变吧!
“大发现!”徐国盛边走边说。
李院士站了起来:“发现什么了?”
徐国盛解释道:“偏滤器搜集到的氕原子,蕴含着非常高的能量,比中子源发生器发射出来的中子能级,还稍微高了一些。”
黄修远瞬间就反应过来了:“应该是阳电子和中子结合后,两者的能量融合到了一起,而真空管内部无法转移热量,只能在偏滤器中释放热量。”
“看来阳电子阻隔层,不仅仅可以阻隔中子,还可以将中子的热量利用起来。”
众人讨论了五个多小时。
很快设备检查完成了,便开始第二次实验,快中子的能级再次被提高了一倍。
这一次同样没有出现中子穿透。
整整一个星期,平均每天两次的实验,一步步将中子能级,从一开始的裂变快中子,提升到聚变快中子,能量密度提升了14倍。
在11倍附近,阳电子阻隔层就出现了少量的穿透,大概在3~6%左右。
而到了14倍附近,阳电子阻隔层出现了24~48%左右的穿透。
但是黄修远却没有感到沮丧,因为这完全可以通过加大阳电子流的厚度,提高阻隔效率。
实验到这里,其实已经可以宣告中子照射问题的解决了。
谢谢各位亲的支持(ω`)
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黄修远笑着说道:“我想到了一个解决中子照射的方法。”
“额?”陈文东博士一脸诧异,他还以为是关于正负电子的发现,却没有想到,是中子照射的问题。
不过转念一想,他也反应过来了:“中子照射?您是想通过阳电子将中子变成质子?”
在场众人都是高能物理的顶尖学者,自然知道中子和质子是可以相互转化的。
而阳电子和中子结合,恰恰可以形成质子,唯一需要考虑的问题,就是两者的结合概率,以及中子的速度和能量。
核聚变不同于核裂变,核裂变产生的中子,绝大多数都是速度比较慢,含能比较低的快中子,可以通过减速剂转变成为慢中子(又叫热中子)。
但是核聚变的快中子,是蕴含的能量,是核裂变快中子的十几倍,这种高能快中子,超出了目前材料的可承受范围。
将裂变堆的内壁材料,其抗中子照射能力设定为1,那么聚变堆的内壁材料,需要的抗中子照射能力,需要达到100以上。
别说达到100了,以为目前正处于实验阶段的快中子裂变堆来计算,该级别的裂变堆内壁材料,其抗中子照射能力,也仅仅可以达到15左右。
距离100这个大关卡,还差了十万八千里。
而快中子裂变堆的抗中子能力,其实已经到达了目前材料界的极限。
至少分子—原子级别的材料,是没有办法扛住高能快中子的长期照射的,除非人类可以发明中子简并态材料,用简并态材料硬抗高能快中子。
可简并态材料需要的技术和理论,比可控核聚变还要难几个量级,给人类多一两百年时间,都不一定可以摸到简并态材料的入门门槛。
而现在,黄修远的突发奇想,给众人带来了另一条解决思路。
中子难以控制,那是因为它们不带电,很难被静电场、磁场控制,如果可以将中子转变成为质子,那就可以通过静电场或者磁场进行控制。
黄修远思考了一会,说出了自己的想法:“我们需要验证这个方案。”
“我同意,如果阳电子真的可以将高能快中子转变成为质子,那可控核聚变真的指日可待了。”陈文东也跃跃欲试。
黄修远并没有着急着实验,而是封锁消息,然后让一众知情人,全部前往蜀省巴中市的核聚变研究基地。
紧接着又迅速安排了实验需要的大量设备,将这些设备物资,全部运输到巴中市。
前前后后,忙碌了四个多月。
直到10月21日,巴中的核聚变研究基地内,黄修远通过替身机器人来到这里。
而国内在核聚变领域的大牛们,也来到了现场,观摩这一次实验。
化肥等离子体研究所的李建刚院士、徐国盛博士,还有西南核能研究所的几个院士,都在现场小声的讨论着。
“修远,你认为成功率有多少?”李建刚院士谨慎的问道。
黄修远解释道:“只要阳电子的密度足够大,就算是高能快中子,也无法逃出这五指山,关键是代价问题。”
“那倒也是,如果输出功率小于输入功率,那就得不偿失了。”李院士点了点头,接着说道:“不过总是要尝试一下。”
面积达到4万平方米的实验室,布置了两台多重尾场加速器、一台8字型的磁场束缚器、一台中子源发生器,以及其他各种辅助设备。
“各就各位,实验开始。”
一声令下,各个设备有条不紊的启动。
尾场加速在真空腔中不断制造阳电子,然后这些阳电子被静电场送入8字型磁场束缚器中。
随着时间推移,磁场束缚器中的真空管内,布满了密集的阳电子,而且这种阳电子在强磁场的加速下,以极快的速度,在真空管内流动着。
“报告,阳电子密度和速度到底预定数值。”
“开始准备发射中子,能级1。”
“收到。”
很快中子源发生器中,一股能级相当于普通裂变堆快中子的中子流,冲入充满阳电子电浆的真空管中。
刹那间,中子流被密集的阳电子淹没。
在中子源发生器的周围,那密布的探测器,却没有推出的中子信号。
黄修远盯着数据,时间一分一秒过去,中子源发生器源源不断发射着快中子,周围没有检测到一丝中子信号。
而真空管底部的偏滤器,却开始分离出一些氕,显然是被转化出来的质子,相互组合形成了氕。
“暂停实验。”
整套系统停下来检查。
而观摩区内,一众专家学者也兴奋地讨论起来。
看完第一次实验数据后,李院士面露喜色的说道:“修远,看来你的想法成功率非常高。”
“最后结果没有出来之前,我也不敢打包票。”黄修远并没有太得意忘形,毕竟现在测试的中子能级,只有核聚变快中子的1/14左右。
或许有人会想,为什么不干脆用正负电子湮灭,制造反物质能量反应堆。
这个想法要实现,前提是可以高效低能耗的制造阳电子,问题是现在阳电子和负电子湮灭产生的能量,是生产阳电子能量的43%左右。
如果加上湮灭化的能量再转换,这笔买卖要亏到姥姥家去了。
这相当于拿10块钱的电,制造了3块钱的电,直接血亏7块钱。
非常有天然的阳电子源,比如太阳,才有可能保证不亏本,不然还是乖乖的搞可控核聚变吧!
“大发现!”徐国盛边走边说。
李院士站了起来:“发现什么了?”
徐国盛解释道:“偏滤器搜集到的氕原子,蕴含着非常高的能量,比中子源发生器发射出来的中子能级,还稍微高了一些。”
黄修远瞬间就反应过来了:“应该是阳电子和中子结合后,两者的能量融合到了一起,而真空管内部无法转移热量,只能在偏滤器中释放热量。”
“看来阳电子阻隔层,不仅仅可以阻隔中子,还可以将中子的热量利用起来。”
众人讨论了五个多小时。
很快设备检查完成了,便开始第二次实验,快中子的能级再次被提高了一倍。
这一次同样没有出现中子穿透。
整整一个星期,平均每天两次的实验,一步步将中子能级,从一开始的裂变快中子,提升到聚变快中子,能量密度提升了14倍。
在11倍附近,阳电子阻隔层就出现了少量的穿透,大概在3~6%左右。
而到了14倍附近,阳电子阻隔层出现了24~48%左右的穿透。
但是黄修远却没有感到沮丧,因为这完全可以通过加大阳电子流的厚度,提高阻隔效率。
实验到这里,其实已经可以宣告中子照射问题的解决了。
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