第95章 多层复合 (1/2)

“多层复合？陶瓷层做缓冲，碳纳米材料做快速散热......”

在场的核聚变专家以及材料专家都陷入了沉思，这个方案，貌似可行。

“还是老生常谈的问题，温度越高物质越活跃，第一内壁因为需要直面等离子体，工作温度在2000到3000，这和马普实验室那边经过阻挡削弱的不到1000摄氏度是完全不一样的概念。

更高的温度，会不会引起碳纳米材料性质更活跃从而和氢发生反应，这需要经过实际试验才能确定。”

一位材料专家提出问题，加入陶瓷材料形成复合结构做温度缓冲，碳纳米材料应用到第一内壁已经满足条件，甚至可以说相对于世界其他材料，碳纳米材料是最适合的。

耐高温，子穿透性相对较好，导热逆天，抗子辐照也不差，再加材料自身的自我修复性，承受的那点儿子辐照凭借自身修复性能完成。

但碳氢不相容反应生成甲烷的现象，这必须需要经过实际试验才好确定，如果工作温度提高导致这个现象出现，那无疑碳纳米材料做第一内壁并不合格。

“这个在大家回去试验下可以知晓，算这个现象还存在，那把纳米陶瓷材料当第一内壁材料，不让等离子体离散的氢元素接触到碳纳米材料层不行了？”

张晴扬了扬手的笔记本，自信说道：“不知大家对计算机散热系统的散热组件那梳子般的结构有没有印象，因导热性能不足引起的散热不良，其实增加散热面积可以解决。

我们的工业水平无法达到德国那样把陶瓷材料当丝绸织，但把陶瓷材料加工成如同紧密梳子的性状还是没问题吧。

把陶瓷材料加工成梳子状结构，碳纳米材料再反向加工成反向的形状，两者之间合并，材料与材料之间形成紧密贴合，这样导热性能良好的碳纳米材料能不断带走陶瓷材料面的能量。

针对碳纳米材料的导热系数、陶瓷材料的导热系数、以及陶瓷材料的耐高温系数，刚才我和林教授大概建了个数学模型进行分析。

通过数据建模，只要直面等离子体的纳米陶瓷材料层厚度在0.87厘米以内，后方梳子锯齿状结构能扩充6.8倍以的散热表面积，那么依靠紧密贴合在一起的碳纳米材料帮助散热，陶瓷材料层的工作温度能稳定维持在2200到2400摄氏度之间。

这一个温度我想距离纳米陶瓷材料的熔点还有很长一段距离吧，如果把直面等离子体的纳米陶瓷层厚度削减，继续提高散热表面积，那这个温度还能再往下压一压。

按照现在的材料工艺和纳米陶瓷的性能，不让等离子体离散的氢元素渗透穿过陶瓷层和后方的碳纳米材料发生反应，这一个厚度应该不用0.2厘米吧。

6.8倍散热表面积的要求更是简单，结构多设计几排梳子，别说6.8倍，68倍都可以做到。”

张晴说完，在场的材料专家和核聚变专家都不由咽了咽唾沫，那眼神，好像核聚变的曙光已经在眼前。

看着自信飞扬的张晴，陆毅嘴角不由露出一丝笑意，那感觉，好像自家养的科学家终于长大了。

“张晴教授，等离子体氘核、氚核、以及反应生成的氦核离散出来会对第一内壁材料造成辐照性腐蚀和低能级轰击，我刚根据你们提供的明日仿星器约束数据，结合最新纳米陶瓷材料防腐蚀性能大概算了下。”

坐在张晴陆毅对面下首位一名专家停下手的笔，神情有些凝重地说道：“如果真的是用陶瓷材料作为第一内壁，一旦反应堆达到商业化能量密度的话，大概1年到2年时间陶瓷材料表层会被腐蚀起泡，碎片脱落进入等离子造成安全事故。”

“咳咳咳！”

原本以为是张晴构思出来的结构方案还有什么重大缺陷的陆毅听到这话一不小心被呛到，会议厅里面的其他人也反应过来，脸不由露出笑意。

刚才还在讨论怎么解决试验堆遇到的困难，现在一下子考虑到商业化应用了，这想的未免太超前了吧。

“黄教授，能24小时运转一年多的核聚变反应堆我想具备商业价值了。”

陆毅平复下咳嗽，说道：“当然做为一个核反应堆，只运转一年多要停堆进行核心维护确实有点儿说不过去。

针对这个问题，唯一的解决办法那是提高约束磁场强度，磁场强度提高了，氘核、氚核、以及反应生成的氦核离散越过磁场边缘，辐照在第一内壁的强度和数量会指数性下降。”

“陆教授，如果你们正在寻找工业制备方法的超导石墨烯导线应用在仿星器面，这一个时间能达到多久？”

这时，除了陆毅进来时说了话，后续一直没出声的老人突然询问道。

既然计划准备集力量攻克核聚变的商业化进程，难得抽出宝贵时间过来听取这场会议的老人对陆毅那边实验室最近的动向还是有一定了解。

正如陆毅所说，在老人的心，一个核反应堆运转一年多要维护对核心部件也确实有点儿不妥。

毕竟这种工程一次核心维护至少十天半个月，后续真正商业化应用，核聚变堆肯定肩负了庞大的发电任务，这样一年多时间要停半个月，对电调控是很大的压力。

“根据超导石墨烯的性能，用超导石墨烯导线替换掉明日仿星器面的氧化铜超导线圈的话，第一内壁陶瓷材料坚持的时间保守估计能提高到4年以。”

陆毅转过头跟林梦交流了下，得到来自数学家的精准