第 689 章 实验聚变堆 (第2/3页)
第一步。
“潘院士。”灵彩微微侧身,向站在她身后半步位置的长者点了点头。
潘远舟,中科院等离子体物理研究所副所长,EAST装置实验运行总负责人。
年过花甲的他身形清瘦,花白的头发梳理得一丝不苟,穿着一件深灰色的夹克衫,胸口别着中科院的徽章,他是灵彩博士生导师的同门师弟,按照辈分,灵彩应该叫他一声师叔。
作为国家重点项目的核聚变项目,自然不会只有灵彩一人牵头,这里群星荟萃。
“灵彩啊,你觉得结果会怎么样?”潘远舟的语气带着几分调侃:“你有信心吗?”
灵彩没有转头:“我的材料在模拟中性能非常优越,如果这都不行,恐怕世界上就再无其他材料可行了。”
潘远舟愣了一下,随即无奈的摇头。
他也颇为认同灵彩的观点。
灵彩的目光落在屏幕上的EN模块三维模型上,那是一个半透明的绿色结构,微通道冷却网络在模块内部蜿蜒穿梭,每一根管道的流道设计都经过计算流体力学反复拓扑优化,力求在有限的冷却剂流量下,将模块面向等离子体一侧的温度梯度控制在最小。
这块精致的第一壁从热沉层到不锈钢背板,每一个界面都经过了严格的热匹配设计,热膨胀系数的差异经过精密计算,以确保在剧烈的热循环中不会产生过大的界面热应力。
聚变堆第一壁的工况极其恶劣,面向等离子体的一侧要承受高达数MW/m²的表面热负荷,同时还要承受来自聚变反应的高能中子辐照,那些14.1MeV的中子会将合金原子从晶格位置撞离,在材料内部产生级联碰撞,引发数以万计的原子位移,日复一日,累积成致命的辐照损伤。
ITER装置的设计寿命期内,第一壁材料要承受的辐照损伤仅有3到5个dpa,但对于商用聚变堆而言,材料需要承受的辐照损伤将高达300到400个dpa。
这就是为什么聚变界对第一壁材料的需求如此迫切,为什么仅仅依靠原来的铍/铜合金方案,远远不足以支撑未来的聚变能源梦想。
EN材料的出现,就像是人类最后的希望,普罗米修斯将希望的火种从神界偷窃,交给了人类用来取暖。
但光能否照进现实,取决于它能不能真的站上第一线。
“各就各位,倒计时。”
主控室里,喧闹迅速平静,气氛骤然收紧。
显示屏上,倒计时数字跳动着:10、9、8……
灵彩的手悬停在键盘上方,随时准备按下按钮,这不是她第一次参与EAST实验,甚至不是她第一次主持材料测试模块的运行,但之前的每一次,她都能预估到大致的结果,这是她敏锐的科研直觉告诉她的。
但这一次她的呼吸有些沉重。
她虽然对EN材料很有信心,但是仍然非常紧张。
“3、2、1——启动。”
一道低沉而持久的嗡鸣声从四面八方涌来,像某种巨兽从沉睡中苏醒,它的心脏开始跳动。
这是EAST装置纵场电源系统开始工作,12组超导线圈在巨大电流的驱动下逐步励磁,产生约束等离子体所需的环向磁场。
环向场电流开始爬升。
数据流在主屏上快速滚动,环向场磁体电流稳步上升至7.4kA,极向场系统同步启动,等离子体电流开始形成,真空室内的气体注入系统开启,氘气以精确控制的速率充入真空室,电子回旋共振加热系统随之启动。
频率140GHZ、功率1.2MW的微波束穿过波导,注入真空室,将电子温度急剧推高。
等离子体形成了。
主控屏上,等离子体放电的图像亮了起来,一个明亮而灼热的环形光带悬浮在真空室中,就像天使头上的光环。
“等离子体电流0.6MA,电子温度2.8keV,中心密度1.8×10¹⁹ m⁻³!”
灵彩清楚的知道这些数值意味着什么。
在EAST实验装置的设计参数中,等离子体电流可达1MA量级,电子温度可达数keV,也就是数千万摄氏度,这对于探索长脉冲运行模式至关重要
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