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第391章 第一壁材料（第1页）

听完徐川的话语，众人思索了起来。

可控核聚变反应堆腔室中的第一壁材料，目前无论是在华国也好，还是米国，亦或者欧盟等地方，主要考虑的材料还是金属与合金。

第一壁，就是需要直接面对核反应堆热辐射和高温粒子风的设备内壁。

同时为了能够利用核聚变反应来发电，还必须要把核聚变产生的热辐射和离子风给转变成电能才行，这个把热辐射和粒子风给转变成电能的设备也要有第一壁做保护。

而除了中子束辐射、氘氚氦等各种高能粒子的冲击外，第一壁材料还得承受高温。

尽管反应堆腔室中高温氘氚等离子体是处于磁场的约束中的，并不与第一壁材料接触，但第一壁材料所面对的，仍然是数千度的高温。

并不是每一种材料都能耐这种程度的高温的，相对比其他的材料，金属材料的性质毫无疑问更适合。

这也是目前第一壁材料的主流是金属与合金材料的主要原因。

但现在眼前这位，却告诉他们与其在金属材料中寻找一种抵抗材料，还不如将目光放在其他材料上看看。

这不由的让众人沉思了起来。

思索了一下后，水木大学的材料教授邢学兴抬头问道：“如果抛开金属的话，能选择的材料就不是很多了。”

“在前几个月的时候，我参加了一场欧洲那边的国际材料交流会，会议上和人聊过可控核聚变第一壁的材料，欧洲那边似乎在研究用陶瓷材料做第一壁材料的可行性。”

“而且国际上也有一些研究机构比较看好使用纳米陶瓷材料，这是一条新路线。或许咱们也可以尝试一下？”

徐川摇了摇头，道：“陶瓷恐怕同样行不通。”

“陶瓷材料的耐高温性能和对抗中子辐照的性能虽然还不错，能用。但陶瓷的导热性太差了，如果无法将第一壁积累的热量从反应堆中带走，最终还是会出问题的。”

“石墨烯或者碳纳米材料如何？”一旁，赵光贵思考了一会后开口问道：“如果从耐热性方面考虑，碳材料在无氧环境下能达到三千五百度以上，超越了绝大部分的金属材料。”

“同时一些碳材料的导热性能也很不错，比如石墨烯，石墨烯的导热性就很优秀，有利于表面热量的导出。”

“我查阅过相关的文献，用碳纤维代替钨钼等合金材料，在国际可控聚变领域是一条和纳米陶瓷同样被看好的技术路线。”

“甚至部分研究所已经在尝试开始使用碳纳米材料来代替部分金属材料作为第一壁的内壁结构了。”

徐川思索了一下，回道：“碳材料倒是可以考虑一下。”

“你说的没错，在不接触空气和氧化剂时，一些碳材料能够承受三千度以上的高温。在耐高温这点，碳材料可以与钨的熔点媲美，符合第一壁材料的需要。”

“但是如果应用到可控核聚变反应堆上的话，碳材料在高温下也有个致命的缺点。”

闻言，其他人纷纷看了过来。

徐川笑了笑，接着道：“别忘了DT可控核聚变的燃料主要是氘和氚，它俩都是氢的同位素，具有氢的化学性质。”

“这两种物质的高温等离子体，一旦撞上碳材料，很容易被碳给吸收掉，除了有吸附作用以外，还有化学作用，把碳变成有机物。”