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第二百三十九章 偏滤器

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493偏滤器

液锂元素的比重只有0.534克,几乎只有水的一半,因此以它为主体的第一壁辐照防护层很轻。

通过前后加压,液锂可以在里面快速流动,将凤凰堆中传导过来的热量很快带出去。锂元素的熔点为180度,沸点为1342,中间相差1162度,比水100度的温差大了十多倍,有着很大的容热空间,缺点就是价格相差太大。

因为锂的价格为200万玄元\/吨,而水是2玄元\/吨,相差100万倍。

解决完第一壁中子辐照防护层的问题,开始解决偏滤器的问题。

由于氘氚聚变反应在一亿度以上,所以等离子体内离子的速度非常高。

但是等离子体密度从中心区域芯部到第一辐照壁是降低的。

加热时主动加热芯部,热源在芯部。而偏滤器是处理等离子体在磁场约束外脱靶情况。

在强大的磁场约束下,偏滤器处的温度比中心大约低三到四个数量级。

偏滤器是清除杂质和氦灰,关键是氦灰,它是核聚变的反应产物,是处于核聚变环流器边界的高能粒子。

偏滤器就是为了减少这些超出磁约束能力的粒子对容器的破坏,也就是偏滤器起到档板的作用。

没有偏滤器,高能粒子流和热流会对装置产生破坏,它还能屏蔽来自器壁的杂质,减少对中心等离子体的污染。

刘同桂介绍说:“我们的凤凰由于约束磁场强大,对中心的等离子体约束能力增强到1000特斯拉以上,所以即使反应温度在1.5亿度到2亿度之间,等离子体外层脱靶的离子,也比ItER下降一个数量级,只达到2meV左右,这样我们需要的偏滤器地制造难度会下降很大。

原来我们用刚琢合金制造的偏滤器都难以长期承受,现在却轻松了很多,在加上水冷作用后,成为几乎不用更换的部件。

老五你从那里得来这种合金,真是太强悍了,从航空发动机到飞船外壳,从金属氢的压缩制造机到这个可控核聚变,真是战无不胜。

可以说,如果我们现在离开了它,我们的制造技术会倒退一大截!”

张冲志笑着说:“这种合金你早就见到过,它就是装进化剂的圆球外壳。

不过制造出它来却是因为我们地球人类的幸运,正是因为这种幸运,我又得到八种材料的配方。

这次第一壁抗中子辐照材料就用上一种,就是现在用的金乌羽,效果极佳。”

说完就将刚琢合金制造的过程说了出来,当听到邬金那神奇的一失手而制造出刚琢合金时,刘同桂也唏嘘不已,连声惊叹。

张冲志说:“现在可以确定,那个金属圆球内的所有物品都是珍品,对我们帮助很大,当然里面保存的进化剂是最珍贵的。

可是其他东西都对我们走向星空具有重要作用,有了它们,会让我们最少缩短50年的时间,不知是福是祸!”

刘同桂却洒脱地说:“我们这些人跟着你这些年已收益颇多,管他前面有什么,我们都拼力去抢,那怕我们失败,人类消亡,我也都努力过就够了!

你能领我们闯到什么程度,我们就跟你到什么程度!”

他接着说:“现在陈旭柄已是东蕃道林芝市的市里长官,不等黑托水电站建成,我估计他会进入东蕃办公大院班子。

老大徐立敏现在主持鸿盛银行,除了几大轩辕独有银行就是这个鸿盛银行了,鸿盛银行现在在东南洲、东罗马国、通古斯、沙特拉国、西罗马等国都有分行。

于贵现在已是空天军长官,三级战将军街。

我现在是鸿盛集团副总经理,管着资产达到四五万亿新元。

王喜良现在是鸿整理工大学校长,也担任了鸿盛集团的副总经理,负责虚拟世界内的浩天公司的教育管理方面。

现在可以说我们一个个都风光无限,但是大家都在心中努力。

所以你不用太大的压力,一切有我们一起帮你抗,俗话说不能同日生,但能同日死也很好!

以后我们一起努力,一起前行!”

张冲志没有说什么,他只是搂着对方的肩膀,让两人更紧的肩并肩站在一起。

过了一会儿,刘同贵指着旁边的偏滤器说:“这就是用刚琢合金制作的偏滤器护板,正面用刚琢合金,后面用水冷却,效果很好。

哪怕前面突然达到十万度以上,由于水的流动和刚琢合金超过铜八倍的导热率,表面温度保持在4000度以下,很安全!”

张冲志走到护板前,用手摸了一下前面的刚琢合金,感到很光滑。将它翻过来,可以看到在后面有一根根刚琢合金制作的水管,水可以在里面自由流动。

水的比热容很大,每千克水达到4200焦\/千克.摄氏度,是常温下比热容最大的物质,当它高速流动时可以带走大量的热。

最直观就像我们把装满水的纸杯放在蜡烛上烧,那怕火焰的温度远远超过纸杯的燃点,纸杯也不会燃烧,而将里面的水洒来。

材料承受温度取决于两点,一个是材料吸收热量的速度,即所承受的热流密度,另一个是材料的散热速度。

聚变堆中等离子体温度虽高,但密度比空气低几个数量级,因此材料吸收热量的速度并不快。

就象大气层上面的电离层,温度达到上千度,但是火箭、飞船、卫星从中穿过一点问题没有。

只要面向等离子体部件是热导率较高的材料,并在关键部位辅以水冷或氦冷,用来加快散热速度,确保材料不至于过热就没有问题。

本来用钨钢也可以,但是因为有更好的刚琢合金,就直接用上了,这样可以一劳永逸。

俗话说的好,“别买的起猪肉,配不上葱花。”

张冲志看后说:“不同的部位承受的热流密度不同,但是不会有十倍以上的差距。

而等离子体的控制不够稳定,可能会出现象太阳耀斑那样的爆发,在短时间内释放大量热量。

将导致材料的局部温度过高,发生表面融化,或热应力过大产生裂纹等。

这在以前难以找到材料承受,就算刚琢合金也难保证。

可是由于我们的约束磁场达到1000特斯拉,让这种耀斑爆发的几率降低一个数量级以上,强度也减小许多,用刚琢合金造个偏滤器,真是稳妥啊!”

“是啊,一个反应堆运行时间长,效益大,就以安全为主,应该用好材料。”刘同桂附合说。

张冲志笑了笑说:“对我们来说这刚琢合金的造价,还真没有钨钢的价值高,它现在年产量每年达到二百万吨。

如果不是受钛、铌等材料的限制,产量还可以提升。

由于稀土等元素产量不高,而且各种用处多,被分散出去许多,这已是当下最高产量了。

想要大发展,我看唯有走星空采矿这条路才行。”

刘同桂说:“现在我们和新陆国都在月球上建立了基地,经过勘探知道,那上面有许多稀土资源和稀有金属资源,但是成本太高,还是难以承受啊!”

张冲志说:“如果氘氚聚变能够实现,这一切都会发生改变,只要有了清洁的能源,有了大量廉价的能量,就会有许多机会出现。

我们地球人走出地球,走向星空就会实现。

如果能真正实现星际采矿,那样各种矿物资源就不会成为制约我们发展的因素了!”

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