很多人小时候都玩过一个游戏。
过年的时候将鞭炮点燃，然后用一个盆盖住鞭炮，但鞭炮炸的情况。
简单的说，聚变堆就和这差不多，而第一壁材料，就是那个盆。
第一壁材料有两个核心问题，高能中子辐照和以及高通量氘氚(等离子体轰击。
在高能中子辐照方面。
目前研究的基本上是最容易实现的D-T聚变：每个D-T聚变都会产生一个14.1 MeV的中子。由于中子不带电，无法用磁场约束，会直接轰击到第一壁材料上产生损伤。
每个D-T聚变都会产生一个14.1 MeV的中子。由于中子不带电，无法用磁场约束，会直接轰击到第一壁材料上产生损伤。
14.1 MeV是个很大很大的能量，要知道材料中束缚原子的都是各种化学键，其键能大约在1-10eV之间。
也就是说，一个14.1MeV的中子所携带的能量，足以破坏成百上万个普通的化学键，这无疑会对材料造成难以恢复的损伤。
在聚变堆李，高能中子就像一颗颗射向材料的子弹，不断的撞击金属原子，打断其周围的化学键，迫使原子离开原来的位置，从而破坏整的原子排布。
原子被击跑了，原来的地方自然就留下一个空位，一个个这样的坑在材料内部积累聚集起来，就变成了大的孔洞。
另外，被击跑的原子并不会小时，而是会通过各种方式扩散到材料表面上去。原子不断的从中心往表面转移，材料就慢慢的像空心泡沫一样肿胀起来，这种尺寸的变化对正常服役的材料是致命的。
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。
（本章未完，请点击下一页继续阅读）
最新网址：xiashukan.com