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耐氦新材料可能迎來聚變時代

2017-12-14 17:12:01 來源:核能研究展望NPRV   點擊量: 評論 (0)
【導言】工程師和研究人員進行合作,找到一種防止氦削弱聚變反應堆的方法,氦是一種聚變反應副產物。秘訣在于使用一種納米復合材料固體來建造聚變反應堆,這種固體材料可以為堆中的氦提供逸出的通道。工程師和研
【導言】工程師和研究人員進行合作,找到一種防止氦削弱聚變反應堆的方法,氦是一種聚變反應副產物。秘訣在于使用一種納米復合材料固體來建造聚變反應堆,這種固體材料可以為堆中的氦提供逸出的通道。
 
工程師和研究人員進行合作,找到一種防止氦削弱聚變反應堆的方法,氦是一種聚變反應副產物。秘訣在于使用一種納米復合材料固體來建造聚變反應堆,這種固體材料可以為堆中的氦提供逸出的通道。
 
氦的管理
 
德克薩斯農工大學(TexasA&MUniversity)的研究人員和新墨西哥州洛斯˙阿拉莫斯國家實驗室研究團隊合作,對一種用于制造聚變反應堆的材料的新方法進行了測試,發現該方法可以消除一個利用聚變能路途上的障礙。
 
如同很多人認為的那樣,太陽內部發生的過程——聚變反應,核能的“圣杯”,聚變能是核裂變能的四倍,盡管聚變能有著美好的未來,不過研究人員尚未找到穩定利用聚變能這種可再生能源的方法。
 
發生聚變反應的反應堆處于高溫高壓條件下是一個原因,聚變反應即氫原子融合產生的產物氦,還會向反應堆材料中鼓泡從而削弱反應堆材料。
 
“從字面上理解,這些氦氣泡會永久的停留在金屬固體中,而且隨著越來越多氦氣的聚集,這些氣泡會連成一片最終摧毀整個(反應堆)材料體。”德克薩斯農工大學材料科學與工程系副教授MichaelDemkowicz在一篇新聞稿中表示。
 
在《科學進展》期刊發表的一篇報道中,研究人員說明了對氦在納米復合固體材料中的行為進行測試的方法,這些材料使用金屬層壓制而成,研究人員發現,氦氣在這些納米復合固體材料中不會像在傳統材料中那樣形成氣泡,相反地是形成了長長的、像靜脈那樣的隧道。
 
Demkowicz.表示,“我們被這種現象驚到了,實際上向這些納米復合固體材料中充入越來越多的氦氣,并不會對材料產生破壞性,而是這些‘靜脈’開始相互連接,最后形成一種類似血管的系統。”
 
確保可再生能源的未來
 
作為全球應對氣候變化工作的一部分,可再生能源越來越受歡迎,盡管目前太陽能和風能是最受歡迎的可再生能源,但是世界各國也重新對核能感興趣,尤其是對更為先進的核能形式——裂變熔鹽反應堆和聚變堆等。
 
對于后者,計劃在2030年前開發一個聚變反應原型堆,一些研究機構正在尋找可以穩定聚變反應的方法。一些研究者在探索使用非氫等離子體的方法,另外一些研究者則專注于研究改進聚變反應堆的方法,而最近這項新研究發現可能會對此有所幫助。
 
 
圖片來源:德克薩斯農工大學
 
按照Demkowicz的說法,該發現最直接的應用是開發聚變反應堆建造用材料,該材料旨在讓氦氣“流出”反應堆,而不是讓其留在反應堆內部,形成的靜脈狀隧道可以作為氦氣逸出的通道,不過Demkowicz認為這僅僅是研究的開始。
 
“我認為這種內部形成類似血管網絡的固體應用前景應該更廣,想象還有什么可以使用這種網絡進行傳輸呢?熱能、電,甚至是可幫助材料本體自我修復的化學物質。”MichaelDemkowicz最后表示。
 
原標題:耐氦新材料可能迎來聚變時代
 
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責任編輯:lixin

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