第 689 章 实验聚变堆
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/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1.8×101? 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。

    随着加热功率的持续注入,芯部离子温度也将向更高的目标攀升,逐步逼近聚变点火的临界条件。

    而EN模块就暴露在这样的环境中,承受这一切。

    “EN模块温度监测开始。”灵彩命令。

    屏幕右侧,EN模块内部的热电偶阵列已经开始反馈温度数据。

    设计之初,灵彩巧妙的在模块不同深度布置了七组K型热电偶,从面向等离子体的装甲层表面一直延伸到背板底部,每一组热电偶的位置都精确到亚毫米级别。

    聚变装置启动后,热负荷将以极快的速度传导至模块。

    “加热功率提升,当前NBI注入功率4MW,ICRH 2.5MW。”

    中性束注入系统将高能中性粒子射入等离子体,赋予其额外的能量和动量,将离子温度推向更高,电子回旋共振加热则在另一端工作,两条路径并行,协同作战。

    EN模块表面的温度开始爬升。

    150°C……200°C……250°C……

    攀升的速度远快于设计预期。

    灵彩眉头微皱,但仍然纹丝不动,她知道,在被动冷却方案下,第一壁模块的温度是必然要上升的,关键在于冷却系统能否及时将热量带走,将温度控制在EN材料的热稳定性窗口之内,也就是450°C到750°C。

    对于不含

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