耐氦新材料可能迎來(lái)聚變時(shí)代

2017-12-14 17:12:01 來(lái)源:核能研究展望NPRV 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

【導(dǎo)言】工程師和研究人員進(jìn)行合作，找到一種防止氦削弱聚變反應(yīng)堆的方法，氦是一種聚變反應(yīng)副產(chǎn)物。秘訣在于使用一種納米復(fù)合材料固體來(lái)建造聚變反應(yīng)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(dǎo)言】工程師和研究人員進(jìn)行合作，找到一種防止氦削弱聚變反應(yīng)堆的方法，氦是一種聚變反應(yīng)副產(chǎn)物。秘訣在于使用一種納米復(fù)合材料固體來(lái)建造聚變反應(yīng)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(jìn)行合作，找到一種防止氦削弱聚變反應(yīng)堆的方法，氦是一種聚變反應(yīng)副產(chǎn)物。秘訣在于使用一種納米復(fù)合材料固體來(lái)建造聚變反應(yīng)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(nóng)工大學(xué)（TexasA&MUniversity）的研究人員和新墨西哥州洛斯˙阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)合作，對(duì)一種用于制造聚變反應(yīng)堆的材料的新方法進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該方法可以消除一個(gè)利用聚變能路途上的障礙。

如同很多人認(rèn)為的那樣，太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的過(guò)程——聚變反應(yīng)，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(lái)，不過(guò)研究人員尚未找到穩(wěn)定利用聚變能這種可再生能源的方法。

發(fā)生聚變反應(yīng)的反應(yīng)堆處于高溫高壓條件下是一個(gè)原因，聚變反應(yīng)即氫原子融合產(chǎn)生的產(chǎn)物氦，還會(huì)向反應(yīng)堆材料中鼓泡從而削弱反應(yīng)堆材料。

“從字面上理解，這些氦氣泡會(huì)永久的停留在金屬固體中，而且隨著越來(lái)越多氦氣的聚集，這些氣泡會(huì)連成一片最終摧毀整個(gè)（反應(yīng)堆）材料體。”德克薩斯農(nóng)工大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授MichaelDemkowicz在一篇新聞稿中表示。

在《科學(xué)進(jìn)展》期刊發(fā)表的一篇報(bào)道中，研究人員說(shuō)明了對(duì)氦在納米復(fù)合固體材料中的行為進(jìn)行測(cè)試的方法，這些材料使用金屬層壓制而成，研究人員發(fā)現(xiàn)，氦氣在這些納米復(fù)合固體材料中不會(huì)像在傳統(tǒng)材料中那樣形成氣泡，相反地是形成了長(zhǎng)長(zhǎng)的、像靜脈那樣的隧道。

Demkowicz.表示，“我們被這種現(xiàn)象驚到了，實(shí)際上向這些納米復(fù)合固體材料中充入越來(lái)越多的氦氣，并不會(huì)對(duì)材料產(chǎn)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(tǒng)。”

確保可再生能源的未來(lái)

作為全球應(yīng)對(duì)氣候變化工作的一部分，可再生能源越來(lái)越受歡迎，盡管目前太陽(yáng)能和風(fēng)能是最受歡迎的可再生能源，但是世界各國(guó)也重新對(duì)核能感興趣，尤其是對(duì)更為先進(jìn)的核能形式——裂變?nèi)埯}反應(yīng)堆和聚變堆等。

對(duì)于后者，計(jì)劃在2030年前開發(fā)一個(gè)聚變反應(yīng)原型堆，一些研究機(jī)構(gòu)正在尋找可以穩(wěn)定聚變反應(yīng)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(jìn)聚變反應(yīng)堆的方法，而最近這項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)此有所幫助。

圖片來(lái)源：德克薩斯農(nóng)工大學(xué)

按照Demkowicz的說(shuō)法，該發(fā)現(xiàn)最直接的應(yīng)用是開發(fā)聚變反應(yīng)堆建造用材料，該材料旨在讓氦氣“流出”反應(yīng)堆，而不是讓其留在反應(yīng)堆內(nèi)部，形成的靜脈狀隧道可以作為氦氣逸出的通道，不過(guò)Demkowicz認(rèn)為這僅僅是研究的開始。

“我認(rèn)為這種內(nèi)部形成類似血管網(wǎng)絡(luò)的固體應(yīng)用前景應(yīng)該更廣，想象還有什么可以使用這種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸呢？熱能、電，甚至是可幫助材料本體自我修復(fù)的化學(xué)物質(zhì)。”MichaelDemkowicz最后表示。

原標(biāo)題:耐氦新材料可能迎來(lái)聚變時(shí)代

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