除了辐照肿胀,中子辐照在材料中产生大量缺陷也会影响材料的力学性能,使得材料变硬、变脆、更容易断裂,从而影响聚变堆的安全运行。
中子还会和材料进行核反应,改变材料的元素组成,例如金属W就会变成Re、Os、Hf、Ta。
时间一长,材料的组成会变得和开始时完全不一样,这对材料的影响也是非常大的。
中子辐照问题虽然在裂变堆中也有,但裂变堆的中子无论是能量还是通量上都要比聚变堆低很多,因此裂变堆材料的技术也无法直接移植到聚变堆中。
而在高通量氘氚等离子轰击方面。
聚变堆对D-T等离子的约束也并不完美,反应堆中会有大量的D-T离子轰向第一壁材料。由于T燃料价格十分的昂贵,上亿人民币一公斤,因此在聚变堆中都是通过中子和锂反应来进行循环利用的。
为了避免T呆在材料中不出来,第一壁采用的是金属中对氢亲和力最弱的钨。T进入钨中后难以和材料本身有效结合,只好重新跑出来,继续参与聚变。
虽然钨本身不和T结合,但中子辐照会产生的空洞对T的吸引力却非常强,T一旦跑进孔洞中去就很难出来了。
这就使得T燃料滞留在材料内部,从而破坏上面的T循环,使得T越用越少。
没有T了,自然无法进行聚变。
此外,作为气体氢的同位素,D-T在进入材料孔洞中后会形成气体分子。这些气体分子挤在有限的空间内,会形成十分高的压强,从而挤出氢气泡,使材料进一步开裂,造成严重的破坏。
裂变堆中
第0177章 几乎无解的高能环境(2/4)