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液態鋰增殖氚素,在可控核聚變這項綜合性的難題中,並不是什麼新東西。
氚自持難題是關鍵性的問題之一,幾十年來,自然有繁多的科學家和研究人員探索過。
但受限於液態鋰金屬在外場線圈的強磁乾擾下,會出現重大的安全隱患問題,這一條道路屬於半放棄的小道。
幾十年來,也不是沒有學者研究過如何解決液態鋰增殖氚素的麻煩,畢竟相對比固態鋰增殖來說,液態鋰增殖有著眾多的優點。
但解決不了,液態金屬在運動的時候會產生電流,而電流又會產生磁場,這是電磁感應定律。
地球之所以能誕生生命,其原因很大一部分在於地核就是由鐵和鎳組成的熾熱金屬核心,在自轉時產生了極為龐大的磁場,攔截了外部的太陽風,保護住了地表的大氣、水等物質。
要解決這個麻煩,難度很大。
最穩妥的辦法就是想辦法將液鋰轉變成非金屬,從而讓其在高溫與流動下不產生電流和磁場。
一直以來,科學界努力的方向就是這個。
然而卻沒有多大的成效,因為要壓製鋰金屬電池感應定律,勢必要往裡麵摻入大量的雜質,這會直接降低鋰含量。
而鋰含量的降低,自然會導致氚素的降低,麻煩點就在這裡。
既要解決液態鋰金屬的電磁效應,又不能降低它的氚增持效率。
難度就像是世上本無雙全法,不負如來不負卿一樣。
聽到彭鴻禧的疑問,徐川笑了笑。
起身,從辦公室中拖出來了一張黑板,笑道“其實也算不上很難。”
“液態鋰增殖氚素的麻煩點在於液態金屬會產生電流和磁場,要進行壓製的話勢必會降低鋰含量”
一邊說,他一邊在黑板上列下一行行的數學公式。
Δhdkσub2
“根據hd壓降計算公式來看,液態金屬的電導率σ與hd壓降ahd大小成正比,降低液態增殖劑的電導率顯然是最有效的方法。”
“但這種方式會降低氚素的生產效率。所以如何在降低電導率的同時提升氚素的是增殖率,是最關鍵的東西。”
“我研究過材料,也懂一些數學,通過對液態鋰增殖氚素這項技術,重新設計了一套提高聚變堆產氚包層氚增殖比的智能計算方法。”
“其原理是基於基於高階中子微擾理論以及模擬退火算法,可快速地通過自動調整聚變堆產氚包層功能區幾何邊界找到全局最優方案。”
“首先可以通過計算一階微擾下第k個功能區擾動時整個包層模塊的氚增殖比;為一階微擾下第k個功能區擾動時第i個氚增殖區第j群的氚增殖比”
“δt
=t
δ′1,δ′2δ′t
δ1,δ2δ”
“推導出整個包層模塊的氚增殖比隨各功能區邊界擾動量的多維二階解析函數。”
辦公室中,徐川在黑板上列下一行行的算式,同步為彭鴻禧講解著核心。
如何解決液態鋰增殖氚素的問題,一直是他在思索的點,隻是一直沒什麼進度。
在核工業集團那邊的兩名核裂變領域的院士過來後,終於給他帶來了一些靈感。
其核心取自熔鹽堆核裂變發電站。
在熔鹽堆發電站中,燃料鹽是熔鹽堆的關鍵所在,它既可以被當作核燃料的承載體,又能被當作核裂變反應的冷卻劑,因此在使用時要將其溶解在氟鹽冷卻劑裡生成氟化鹽。
依據這條思路,徐川利用川海材料研究所中的計算模型,對鋰金屬進行了熔鹽化。
利用碳化矽、三氧化二鋁、氧化鈹、或二氧化矽等材料製造成彌散顆粒,融入液鋰鉛材料中,扭轉降低液鋰鉛材料的同時,利用數學方法提高聚變堆產氚包層氚增殖比。
對麵,彭鴻禧看著黑板上的算式,感歎道“這條路,也就你能做到了。”
徐川展示給他的這種手段,倒也不是什麼很先進或另辟道路的方法,隻不過是在原有的液態鋰增殖氚素的方式上進行深入。
但是幾十年來,沒人能做到給出一條完善的路,他做到了,也算是獨一無二了。
徐川笑了笑,道“其實也還好,前人鋪路,已經將液態鋰增殖的氚素的方法摸索的差不多了,我能做的,隻不過是站在巨人的肩膀上展望而已。”
彭鴻禧搖搖頭,沒再繼續在這個上麵閒聊,道“我會儘快對安排對這種方式進行驗證的,如果氚自持難題也能得到解決,可控核聚變的希望就真的到了。”
徐川笑著說道“麻煩彭老了,關於這種辦法的驗證,破曉聚變裝置可能抽不出時間,不過east那邊應該是可以做的。”